嵌入式调试器原理和各类调试器集锦
yuyutoo 2025-01-14 18:38 1 浏览 0 评论
工欲善其事,必先善其器。调试器在嵌入式开发调试中的重要性不言而喻,单步、断点和监察的效率远高于串口打印。但是,调试器对于一般开发人员往往是一个黑匣子。今天我们就来谈谈调试器的原理,顺便把自己的几类调试器接线和注意事项记录下来,以便查找。我常常要面对几个方案,而各个方案的调试器都不一样,接线有时连自己都记不住。所以这个帖子应值得嵌入式开发工程师收藏。
一、嵌入式调试多样性
我们先来回想调试的场景,思考一下这几个问题:
1. ARM开发环境有Keil、IAR、ADS等等,我们发现这几个平台都能用同一个调试器去调试ARM。
2.一个调试器可以调试多种不同型号的CPU,包括STM32控制器和高端的处理器。
3.一个调试器有时接20个pin的JTAG接口,有时接4个pin的SWD接口。
4.开发环境KEIL不仅支持ARM调试,还支持51单片机调试。
5.如果自己研发了一颗SOC芯片,并在JTAG的基础上增加一些定制的功能,又该如何实现?
二、JLink调试原理
OK,我们来分析一下JLINK的调试架构。我们都知道,JLINK是调试ARM体系的。
网上的资料有时旧了,有时抄来抄去出错了。我们就以官方的版本为例来说明。我们安装了JLINK驱动后,会在Doc\Manuals目录有一个文件《UM08001_JLink.pdf》,这个文件就是Jlink的官方文档资料。
我们用这个架构图来一一解释上一节的问题,解开疑惑。
1.对于第一个问题,JLINK定义了一个软件调试层面的RDI接口标准,即Remote debug interface. Keil、IAR、ADS这些开发环境按照RDI标准进行定制,即可以支持JLINK调试。RDI底层使用USB传输,当然,其他硬件接口也是可以的。
2.对于第三个问题,ARM体系原先是支持JTAG硬件调试接口的,随着cortex系列增加SWD调试规范,现在越来越多的调试器选择SWD接口。其接线少,速率高,也比较稳定。JTAG 20个口太占用pin资源了。JLINK V6开始支持SWD,现在V8支持已经足够好了。
3.对于第二个问题,不管是低端控制器,还是高端处理器,调试接口规范都是ARM体系的标准内容。ARM CPU原生支持JTAG/SWD调试协议接口。
OK,那JLINK这个角色是做什么的?
-----将RDI接口协议转换为JTAG/SWD接口协议!!!
例如,IDE上可以设置一个断点,那IDE会使用RDI的设置断点的API,而JLINK在实现这个API里面,就转化为JTAG/SWD标准规范里面的设置断点功能,并通过JTAG/SWD硬件接口输出到ARM CPU上。
三、IDE的调试开发
第四个和第五个问题都涉及到IDE。如何回答这两个问题?
1.从JLINK架构来看,调试包括:IDE->远程调试接口->调试器->硬件调试接口->CPU。
2.对于KEIL支持51单片机,调试器必须要支持51 CPU的ISP调试规范。51单片机的调试似乎没有一家像JLINK那么有影响力的调试厂商。也许是因为51调试器相当简单吧,淘宝30块左右就能买到。
那现在就剩下远程调试接口这个环节了,这个问题解决了,就把第五个问题也解决了,因为不管是通用的SOC,还是定制的SOC,CPU核心都是一致的,要么是ARM,要么是MIPS,要么51等等。每种CPU在其体系标准里面就决定了硬件调试规范了。要想调试CPU,其调试器必须要将上层的要求转化为符合其支持的硬件调试规范。
那么,我们来重新思考IDE的设计。IDE在立项研发的时候显然希望能支持到不同体系的CPU,否则不是作死自己吗?所以,我们可以想象,IDE其实也面向第三方调试厂商开放自己的接口。这样各大厂商才能利用已经成熟的IDE。
所以,我们来重新回答第四和第五个问题:
3.IDE->第三方厂商实现KEIL的接口->第三方厂商的远程调试接口->第三方调试器->硬件调试接口->CPU. 所以,我们在JLINK架构图中看到,RDI接口其实是JLINK厂商定义的接口,而不是IDE厂商定义的。
4.第四个问题:KEIL->第三方厂商实现KEIL的接口->第三方厂商的远程调试接口->第三方调试器->51调试规范->51 CPU
5.第五个问题:从以上看来,其实第三方调试器厂商是可以在实现硬件调试规范的基础上,对于远程调试接口做灵活的定制的。甚至可以,在一款调试器的基础上,实现支持多种CPU。一般集成电路设计公司,都有自己的调试器,其要开发多种CPU体系的芯片,所以自己研发的调试器肯定能够多种不同的CPU的。
Ok,原理就说到这里,大家应该对调试器有较为深入的理解了吧。对于硬件调试规范,以后有时间再细谈吧。
四、ARM各类调试汇总
1. JLINK
1. JLINK有不同的软件版本。不同版本的pin脚定义可能不一样,尤其是VCC. 这点,我倒是记忆犹新。
2.jlinkV6开始支持SWD模式。
JLINK的JTAG/SWD调试接口。VTref是输入,接目标板的VDD.
3. 国内卖JLINK的厂商基本上都是抄人家的,所以自己在使用JLINK时也要以实测为准。我手上两个JLINK就截然不同。下图左边的JLINK,第19脚说是5v输出,实测是0。对于右边的JLINK的,1脚的VTref居然会输出V3.3,所以目标板可以直接以这个为电源来调试。对于左边的JLINK,目标板必须要提供电源给JLINK的1脚。
4. JLINK可以支持STM32等cortex M3系列等等,A8等高级CPU也可以。蓝牙DA14580和NRF51822都是基于cortex M0,也可以。
2. STLINK
STLINK是ST公司研发的,专门针对ST公司的产品,一般支持SWD模式。原理跟上面接收的相仿。ST意法半导体还研发了STM8微控制器,其还有一种调试模式是SWIM单总线调试接口。即只需要一个口来调试,当然还要VCC,GND和RST口。
3. TI的CC254X调试器
以上介绍的JTAG是20pin,其实JTAG还有10pin标准接口的,TI的CC254X调试器即是此种。
4.51调试器
一时找不到,不知道放到哪里了。
5. 其他调试,未完待续,这个帖子随时更新。
欢迎关注微信公众号:嵌入式企鹅圈,实时推送原创文章!
嵌入式企鹅圈原创团队由阿里、魅族、nvidia、龙芯、炬力、拓尔思等资深工程师组成。百分百原创,分享嵌入式、Linux、物联网、GPU、Android、自动驾驶等技术。
- 上一篇:软件测试的每个方向要分别学什么?
- 下一篇:Qt使用教程:添加调试器
相关推荐
- .NET Core 中推荐使用的10大优秀库,你用到过几个?
-
概述:Microsoft的.NETCore生态系统中的中间件已经发生了重大变化,包括无缝集成到应用程序管道中的内置和第三方组件,协调客户端和服务器之间的数据流。它通过身份验证、日志记录和路由等...
- 机器学习中英文对照表
-
10-1LossFunction0-1损失函数2Accept-RejectSamplingMethod接受-拒绝抽样法/接受-拒绝采样法3AccumulatedErrorBa...
- 反应式编程之Spring Web-Flux/Project Reactor
-
介绍反应式编程代表了我们对应用程序执行模型的看法的改变。在响应式应用程序中,执行不遵循一个请求由一个线程处理的线性模型,而是以事件驱动和非阻塞的方式处理多个请求。...
- Spider详解
-
简介Spider的功能主要使用于大型的应用系统测试,它能在很短的时间内帮助我们快速地对一个应用程序的内容、功能、系统的结构和分布情况进行了解。Control右键进行爬取数据使用spider功能。在Sp...
- WebUI 如何高效进行测试
-
1.选择合适的浏览器驱动ChromeDriver:对于大多数情况,推荐使用ChromeDriver,因为它与Chrome浏览器的兼容性好,并且性能较好。...
- 《成为Rust专家》五、单元测试 (2)
-
6.3测试框架Rust的单元测试不包括其他单元测试框架中可能找到的辅助函数、夹具、测试框架或参数化测试功能。对于这些功能,你需要自己编写代码或者尝试一些库。对于基本的参数化测试,parameteri...
- JUnit5学习之一:基本操作
-
欢迎访问我的GitHubhttps://github.com/zq2599/blog_demos内容:所有原创文章分类和汇总,及配套源码,涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS...
- 511基于C# Thread类的大漠多线程模板游戏实战
-
如果你的游戏检测易语言,或者,客户反馈你的脚本被频繁报毒,加入黑名单,那么我们选择微软的C#来写一个大漠的多线程模板是最好的选择。...
- 如何深度理解mybatis?
-
深度自定义mybatis回顾mybatis的操作的核心步骤...
- .NET 6 多线程的几种打开方式
-
前言多线程无处不在,平常的开发过程中,应该算是最常用的基础技术之一了。以下通过Thread、ThreadPool、再到Task、Parallel、线程锁、线程取消等方面,一步步进行演示多线程的一些基础...
- C# 多 线 程。
-
一、基本概念1、进程...
- C#多线程
-
1.概念进程,线程,应用程序的定义网上有很多资料,但是有些抽象。通俗的来讲,进程就是一旦一个应用程序开始运行,那么这个应用程序就会存在一个属于这个应用程序的进程。线程就是进程中的基本执行单元,每个进...
- 多线程在C# (.NET) 中的应用
-
在实际项目应用中我们难免会用到多线程、多进程编程方式,C#中的多线程允许你在同一时间内执行多个线程,每个线程都可以独立地执行不同的任务或者处理不同的部分。这可以帮助提高应用程序的响应性和性能。通过这...
- 如何使?C#创建?个线程?
-
在C#中,可以通过多种方式创建和启动一个线程。以下是常用的方式及其具体实现。1.使用Thread类创建线程...
- 在C#中,如何创建并启动?个新的线程?请举例说明
-
在C#中,可以使用System.Threading.Thread类创建并启动一个新的线程。以下是创建和启动线程的方式以及示例代码:创建并启动线程的步骤...
你 发表评论:
欢迎- 一周热门
- 最近发表
- 标签列表
-
- mybatis plus (70)
- scheduledtask (71)
- css滚动条 (60)
- java学生成绩管理系统 (59)
- 结构体数组 (69)
- databasemetadata (64)
- javastatic (68)
- jsp实用教程 (53)
- fontawesome (57)
- widget开发 (57)
- vb net教程 (62)
- hibernate 教程 (63)
- case语句 (57)
- svn连接 (74)
- directoryindex (69)
- session timeout (58)
- textbox换行 (67)
- extension_dir (64)
- linearlayout (58)
- vba高级教程 (75)
- iframe用法 (58)
- sqlparameter (59)
- trim函数 (59)
- flex布局 (63)
- contextloaderlistener (56)