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3.1.1 调试器教程

提示

更详细的调试器教程请参考 调试器完整教程

PowerWriter 内置 Cortex-M Debugger 功能,支持主流的通用MCU,并保持不断的升级和维护,本节介绍调试器的具体使用方法。

3.1.1 准备工作

Power Writer ARM Debugger 基于 DAP 调试接口开发,支持Power Writer 适配的全品牌的芯片,集成 ITM Trace,最大时钟速度20Mhz,请留意以下信息:

  • Power Writer 集成的Debugger 为免驱 (HID设备),但是在部分系统上,可能存在偶尔驱动异常的问题,在设备管理器中检查Power Writer 驱动是否正常,如驱动出现异常,请参考 驱动常见问题,进行排查。
  • Power Writer 在Debugger 模式下,可以不断开PowerWriter 的连接,PowerWriter 会自动在Debugger 形态或者是Writer 形态下进行切换,在Debugger 模式下,PowerWriter 中额外提供的串口助手,此时可以当做日志打印,命令输入端口,或者使用Trace 功能,在MDK 中虚拟串口1中输入输出命令,关于这部分的功能请参考MDK 的官方文档:CMSIS-DAP Debugger User's Guide: About CMSIS-DAP (keil.com)

3.1.2 PowerWriter For MDK

本节描述PowerWriter Debugger 在MDK 的应用方法。

3.1.2.1 PowerWriter For MDK 调试

连接好目标板之后,在调试器选择页面选择 CMSIS-DAP Debugger作为调试器,如下图所示:

image-20220223110826146

接下来点击设置页按钮,进入Debugger 的设置页,如图所示,从左侧列表选择已经连接好的CMSIS-DAP ,选择Port 为 SW 模式,选择 CLOCK,最高可以选10M,其余保留默认。

image-20220223110837447

最后一步,需要添加 Debugger 所需的Flash Algorithm,点击Flash Download 标签页进入到下载配置页面,点击ADD 按钮从列表中选择对应芯片的Flash Algorithm,如图所示:

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当添加好Flash Algorithm 之后,点击确定关闭窗口,回到MDK 主页面,点击工具栏的image-20220223110906068按钮或者键盘的 CTRL + F5 即可进入Debug模式,如图所示,进入调试功能后,Power Writer 的Debug 功能和 STLINK 、NULINK、GDLINK、J-LINK 功能一致。

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注意
  • 如调试器设置页面无法看到目标芯片ID,或者是提示错误,请参考 调试器常见问题 进行问题排查,确保目标芯片能正常被检测。

  • 其他IDE的应用方式和MDK 基本一致,比如CUBEIDE,IAR等IDE 工具。

  • 如果在Flash Algorithm找不到指定芯片的Algorithm 项,需要安装芯片对应的 DFP 包,下载方式包括:

  • 部分旧芯片型号 DFP 包可能已经停止更新和维护,可以从 MDK v4 Legacy Support (keil.com)处下载安装。

3.1.2.2 PowerWriter for MDK Trace

Power Writer 集成的Debugger 除了调试器之外,也集成了ITM Trace 功能,此功能可以代替串口等工具,跟MDK 配合使用将超过串口的实用性,在Power Writer的教学视频有完整的介绍如何使用Power Writer Debugger ITM Trace 功能,本节只介绍概要性的功能,支持ITM Trace 功能的芯片内核如表 4.1.1.3 所示:

内核版本是否支持ITM
cm3、cm33支持ITM Trace
cm35+
cm4
cm55
cm7
armv8mml
armv81mml
sc300
Cm0不支持ITM Trace
Cm0+
Cm1
Cm23
Armv7
Armv8
Armv8mbl
Sc000
...其他内核请自行查阅官方文档手册

查询当前芯片是否支持ITM:可以通过当前用户手册进行查询,如下图所示:

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ITM 的开启方法:在调试器设置页Trace 设置页面,进行开启, 设置好相关参数,如下图所示:

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Trace 功能设置页面

  • Core Clock:填写芯片的实际时钟。
  • Trace Enable:开启Trace 功能。
  • Use Core Clock:使用内核时钟。
  • Clock Prescaler预分频:推介设置为和内核时钟一致,过高的速度,可能会导致缓冲区溢出(PowerWriter内置Cache为4K)。
  • 端口部分:按照实际开启:具体查阅芯片手册。
  • Trace Events:可按照实际的需求,开启时事件追踪。

Trace 功能支持输入输出,需要在项目中,代理fputc 和fgetc 接口,最基本的标准输入输出重载代码,如下所示:

int fputc(int ch,FILE *f){
return ITM_SendChar(ch);
}

volatile int32_t ITM_RxBuffer = ITM_RXBUFFER_EMPTY;

int fgetc(FILE * f){
while(ITM_CheckChar()!=1) __NOP();
return (ITM_ReceiveChar());
}

int ferror(FILE *f){
return EOF;
}

void _ttywrch(int c){
return fputc(c,&__stdout);
}

int __backspace(){
return 0;
}

void _sys_exit(int code){
label:
goto label;
}

添加终端托管代码之后,即可正常执行打印日志,和输入信息,如下所示:

while(1){
printf("PowerWriter Trace (please input number):");
scanf("%d",&input);
printf("\r\nYou input number is: %d",input);
}

MDK Trace 菜单入口如图所示:

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MDK Trace 演示效果如图所示,可代替串口使用:

image-20220223111007941

Trace 功能除了能作为输入输出使用之后,还可以使用MDK 自带的虚拟示波器,事件追踪等功能,具体请查阅视频教程,以及相关demo 资料,以下列举出Trace 功能比较常见的高级应用:

Power Writer Trace 逻辑分析仪:

image-20220223111017606

Power Writer Trace 系统分析:

image-20220223111026061

Power Writer Trace 系统Trace 记录:

image-20220223111033768

Power Writer Trace 系统Trace 模块追踪:

image-20220223111043647

注意
  • ITM (SWO ),需要芯片有ITM 模块,比较常见的CM3,具体请看Trance 功能中的列举。
  • IAR For ARM 中的Trance 功能为ETM,PowerWriter 接口引脚不够暂未支持,请关注后续产品。
  • ITM 暂时只支持MDK使用。
  • LINK 类型的产品没有ITM Trace 功能,请使用串口代替。

3.1.3 PowerWriter For IAR

Power Writer 集成的Debugger 除了在MDK 中使用之外,也可以在IAR中使用,首先在Debugger 页面选择CMSIS-DAP 调试器,如下图所示:

image-20220223111055064

然后在CMSIS DAP 中的Interface 接口选择 SWD 接口,如图所示:

image-20220223111104280

设置完成后,执行启动调试操作后即可进入调试页面,如下图所示:

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注意
  • PowerWriter For IAR 调试时,没有Trace 功能,IAR中的Trace 功能使用的是ETM,如有必要请使用PowerWriter串口代替。
  • PowerWriter 中Debugger和 串口可以同时使用,两者为异步。
  • PowerWriter 提供的调试协议为SWJ协议,原因在于PowerWriter 需要兼顾Debugger,Writer,以及生产控制,串口功能。

3.1.4 PowerWriter For Other

Power Writer 的调试器兼容DAPLINK,其他DAPLINK 调试器方法,同样可以在PowerWriter 上使用,如配合OpenOCD + GDB 使用,由于此类配置方法比较灵活,请自行查阅相关资料来配置对应的调试环境,Openocd 官方站点:

Open On-Chip Debugger (openocd.org)