1.什么是下載調(diào)試器
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),下載調(diào)試器是將PC(例如通過(guò)USB協(xié)議)發(fā)送的命令轉(zhuǎn)換為MCU(負(fù)責(zé)MCU內(nèi)部外圍設(shè)備)理解的語(yǔ)言(例如SWD或JTAG協(xié)議)的設(shè)備,加載代碼并精確控制執(zhí)行。
調(diào)試器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),標(biāo)準(zhǔn)是一組規(guī)則和協(xié)議,特定行業(yè)中的每個(gè)參與者都同意遵循并執(zhí)行。
2、調(diào)試器協(xié)議混亂現(xiàn)象
在SWD和JTAG之類(lèi)的協(xié)議出現(xiàn)之前,調(diào)試器及其協(xié)議一片混亂,每個(gè)MCU制造商都提出了自己的專(zhuān)有方法,將代碼加載到他們的MCU上。制造商每次發(fā)布MCU時(shí),嵌入式軟件工程師都需要了解其專(zhuān)有協(xié)議,以將代碼加載到微控制器中。
而且調(diào)試適配器很昂貴,因?yàn)橹圃焐虒?shí)際上并沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)者可以使調(diào)試適配器與他們的協(xié)議相匹配,因?yàn)閰f(xié)議是專(zhuān)有的。它們昂貴的另一個(gè)原因是,由于體積不足,因?yàn)樗鼈冎荒軐⒄{(diào)試適配器出售給使用它們制造的MCU的公司(工程師)。
不同協(xié)議還會(huì)導(dǎo)致開(kāi)發(fā)成本增加,比如:你在設(shè)計(jì)的板上有來(lái)自4個(gè)不同制造商的4種芯片,并且希望對(duì)其進(jìn)行一些自動(dòng)化測(cè)試以提高生產(chǎn)過(guò)程的效率。但是,由于所有電路板都有自己的協(xié)議,因此您需要制作一個(gè)能適應(yīng)復(fù)雜性的超級(jí)復(fù)雜的生產(chǎn)代碼,并且需要在電路板上的測(cè)試點(diǎn)安裝4個(gè)不同的調(diào)試器,從而增加了成本,生產(chǎn)時(shí)間和編程時(shí)間。
3、制定協(xié)議
各種下載調(diào)試不同會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)問(wèn)題:
? 投入更多的學(xué)習(xí)時(shí)間
? 增加購(gòu)買(mǎi)下載調(diào)試的成本
? 生成測(cè)試效率低下
為了解決這一問(wèn)題,各大MCU制造和生產(chǎn)商的工程師們就針對(duì)調(diào)試制定了一些規(guī)范協(xié)議。
JTAG標(biāo)準(zhǔn)
JTAG
:
Joint Test Action Group,即聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組。
該小組于1980年后期開(kāi)始討論,并于1990年正式發(fā)布了解釋IEEE標(biāo)準(zhǔn)的文檔。(IEEE代表電氣與電子工程師協(xié)會(huì),是一個(gè)國(guó)際組織,其中發(fā)布了所有標(biāo)準(zhǔn),如WiFi,藍(lán)牙等)。他們提出的協(xié)議在1990年被記錄在IEEE 1149.1中。后來(lái)對(duì)該文檔進(jìn)行了修訂和完善,在撰寫(xiě)本文時(shí),最新標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 1149.7。
JTAG基本上帶有5個(gè)引腳:
? TDI(Test Data In):串行輸入引腳
? TDO(Test Data Out):串行輸出引腳
? TCK(Test Clock):時(shí)鐘引腳
? TMS(Test Mode Select):模式選擇(控制信號(hào))引腳
? TRST(Test Reset):復(fù)位引腳
SWD標(biāo)準(zhǔn)
SWD:
Serial Wire Debug,代表串行線(xiàn)調(diào)試
,是ARM設(shè)計(jì)的協(xié)議,用于對(duì)其微控制器進(jìn)行編程和調(diào)試。
由于SWD專(zhuān)門(mén)從事編程和調(diào)試,因此它具有許多特殊功能,通常在其他任何地方都無(wú)法使用,例如通過(guò)IO線(xiàn)將調(diào)試信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)。另外,由于它是ARM專(zhuān)門(mén)為在其設(shè)備中使用而制造的,因此SWD的性能通常是同類(lèi)產(chǎn)品中最好的!
SWD引腳:
? SWDIO(Serial Wire Data Input Output):串行數(shù)據(jù)輸入輸出引腳
? SWCLK(Serial Wire Clock):串行線(xiàn)時(shí)鐘引腳
SWD與JTAG的區(qū)別
市面上有很多兼容SWD和JTAG協(xié)議的MCU和調(diào)試適配器,他們通常通過(guò)具有一組下載調(diào)試引腳,來(lái)實(shí)現(xiàn)下載和調(diào)試功能,這些引腳內(nèi)部復(fù)用到SWD外設(shè)和JTAG外設(shè)。
1、共享引腳
SWD的引腳在一定條件下可以和JTAG引腳復(fù)用,目前針對(duì)
SWD和JTAG
2、SWD與JTAG各自?xún)?yōu)勢(shì)
SWD協(xié)議的優(yōu)勢(shì):
? 使用引腳更少,只需SWDIO和SWCLK兩個(gè)引腳;
? SWD具有特殊功能,例如通過(guò)其I/O線(xiàn)打印調(diào)試信息;
? 與JTAG相比,SWD在速度方面具有更好的整體性能。
JTAG協(xié)議的優(yōu)勢(shì):
? JTAG不僅限于ARM芯片,在ARM之外的芯片也受支持,比如大家熟悉的MSP430;
? JTAG具有更多多種用途,用于編程,調(diào)試和生產(chǎn)測(cè)試;
? JTAG是一個(gè)獨(dú)立的團(tuán)體,他們會(huì)隨著協(xié)議的發(fā)展而發(fā)展。
什么時(shí)候選擇SWD而不是JTAG:
? 如果您的原理圖/電路板設(shè)計(jì)足夠簡(jiǎn)單,可以在沒(méi)有JTAG功能的情況下進(jìn)行測(cè)試;
? 調(diào)試性能比生產(chǎn)測(cè)試更重要,你的設(shè)備專(zhuān)注于服務(wù)研究而不是批量生產(chǎn);
? MCU在尺寸方面有限制,SWD可以節(jié)省空間;
? 你的硬件設(shè)計(jì)太復(fù)雜,MCU沒(méi)有多余的2個(gè)引腳。
審核編輯:湯梓紅
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