J-link v9 使用技巧之虚拟串口功能
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了J-link v9 使用技巧之虚拟串口功能相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
使用ITM机制实现调试contex-M系列,实现printf与scanf。
1. ITM简介
ITM机制是一种调试机制,是新一代调试方式,
ITM是ARM Cortex-M系列内核芯片中的一种全新的调试功能,可以方便的通过调试器来实现printf调试功能。来自STM32中文参考手册的介绍:
ITM ( 指令跟踪微单元 instrumentation trace macrocell):ITM是一应用驱动的跟踪源,它支持printf类的调试手段来跟踪操作系统(OS)和应用事件,并发布判定的系统信息。ITM以包的形式发布跟踪信息,它由以下部分组成:
- 软件跟踪:软件可以通过直接写ITM激发寄存器来发布包信息。
- 硬件跟踪:ITM会发布由DWT产生的信息包。
- 时间戳:时间戳被发布到相应的包上。ITM包含一个21位的计数器以产生时间戳。Cortex-M3的时钟或串行线观测器(Serial Wire Viewer)的位时钟率给计数器提供时钟。由ITM发送的信息包输出到TPIU(Trace Port Interface Unit),TPIU再添加一些额外的包(参考TPIU),然后输出完整的包序列给调试器。用户在设置或使用ITM之前,必需先使能异常调试和监视控制寄存器(Debug Exception and Monitor Control Register)的TRCEN位。
在pc上编写过C语言的人都知道,printf可以向控制台输出,scanf可以从控制台获取输入,这里的printf/scanf都是标准库函数,利用操作系统的这些函数,我们可以很方便的调试程序。在嵌入式设备上(如stm32单片机平台上)开发工具(如MDK/IAR)也都提供了标准库函,自然也提供了printf/scanf函数,那么这些函数是否可以使用呢? 问题来了,printf向哪里输出呢?并且大部分情况下,也没有键盘,又如何使用scanf实现输入呢?
我们都知道,嵌入式设备一般的使用仿真器,如常见Jlink/ulink,可以实现烧录,单步,下断点,查看变量,等等。仿真器将PC机和单片机连接器来。聪明的设计者们就在考虑是否可以借助仿真器,使得单片机可以借助PC机的屏幕以及PC机的键盘实现printf的输出和scanf的按键获取。
也就是说,如下的hello,world程序
#include <stdio.h>
int main()
//硬件初始化
//....
printf("hello, world");
for(;;);
这个程序烧录到单片机中后,仿真器连接接单片机与PC,开始在线调试后,那么这个程序会将"Hello, world"输出到PC机上,在开发工具(MDK/IAR等)的某个窗口中显示。
这就相当于,单片机借助了PC机的显示/输入设备实现了自己的输出/输入。这种方式无疑可以方便程序开发者调试。
这种机制有多种实现方式,比较著名的就是semihosting(半主机机制)和ITM机制。
ITM是ARM在推出semihosting之后推出的新一代调试机制。现在我们来尝试一下这种方式调试。
2. stm32使用ITM调试
2.1 硬件连接
ITM机制要求使用SWD方式接口
1>一般的四线SWD方式(VCC SDCLK,SDIO,GND)是不行的。需要多连接SWO线,
2>标准的20针JTAG接口是可以的,只需要在MDK里设置使用SWD接口即可。
2.2 添加重定向文件
将下面的文件保存成retarget.c文件,并添加到工程中。这里对这个文件简单说明一下,要知道我们的程序是在MCU上运行的,为什么printf可以输出到MDK窗口里去呢?这是因为 标准库中的printf实际上调用 fputc实现输出,所以我们需要自己编写一个fputc函数,这个函数会借助ITM(类似于USART)提供的寄存器,实现数据的发送,仿真器会收到这些数据,并发往PC机。
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#include <stdio.h>
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#include <stdint.h>
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#include "stm32f4xx.h"
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#pragma import(__use_no_semihosting_swi)
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struct __FILE int handle; /* Add whatever you need here */ ;
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FILE __stdout;
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FILE __stdin;
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int fputc(int ch, FILE *f)
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return ITM_SendChar(ch);
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volatile int32_t ITM_RxBuffer;
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int fgetc(FILE *f)
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while (ITM_CheckChar() != 1) __NOP();
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return (ITM_ReceiveChar());
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int ferror(FILE *f)
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/* Your implementation of ferror */
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return EOF;
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void _ttywrch(int c)
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fputc(c, 0);
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int __backspace()
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return 0;
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void _sys_exit(int return_code)
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label:
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goto label; /* endless loop */
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这里对retarget.c文件做几点说明.
1). 上面的代码实际是在X:\\Keil\\ARM\\Startup\\Retarget.c上修改而成的,scanf依赖的函数共有两个,fgetc和__backspace都需要实现,如果缺少__backespace函数,则scanf胡无法从Debug Viewer Dialog 窗口获取输入。
2). 函数ITM_SendChar,ITM_CheckChar,ITM_ReceiveChar在库文件CMSIS\\Include\\core_cm3.h中。
2.3 添加重定向文件的另一种方法
µVision User's Guide: Debug (printf) Viewer
2.4 配置J-Link的初始化配置文件
将下面文件放置在你的工程下,并取任意名称,这里笔者取名为 STM32DBG.ini
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/******************************************************************************/
-
/* STM32DBG.ini: STM32 Debugger Initialization File */
-
/******************************************************************************/
-
// <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>> //
-
/******************************************************************************/
-
/* This file is part of the uVision/ARM development tools. */
-
/* Copyright (c) 2005-2007 Keil Software. All rights reserved. */
-
/* This software may only be used under the terms of a valid, current, */
-
/* end user licence from KEIL for a compatible version of KEIL software */
-
/* development tools. Nothing else gives you the right to use this software. */
-
/******************************************************************************/
-
FUNC void DebugSetup (void)
-
// <h> Debug MCU Configuration
-
// <o1.0> DBG_SLEEP <i> Debug Sleep Mode
-
// <o1.1> DBG_STOP <i> Debug Stop Mode
-
// <o1.2> DBG_STANDBY <i> Debug Standby Mode
-
// <o1.5> TRACE_IOEN <i> Trace I/O Enable
-
// <o1.6..7> TRACE_MODE <i> Trace Mode
-
// <0=> Asynchronous
-
// <1=> Synchronous: TRACEDATA Size 1
-
// <2=> Synchronous: TRACEDATA Size 2
-
// <3=> Synchronous: TRACEDATA Size 4
-
// <o1.8> DBG_IWDG_STOP <i> Independant Watchdog Stopped when Core is halted
-
// <o1.9> DBG_WWDG_STOP <i> Window Watchdog Stopped when Core is halted
-
// <o1.10> DBG_TIM1_STOP <i> Timer 1 Stopped when Core is halted
-
// <o1.11> DBG_TIM2_STOP <i> Timer 2 Stopped when Core is halted
-
// <o1.12> DBG_TIM3_STOP <i> Timer 3 Stopped when Core is halted
-
// <o1.13> DBG_TIM4_STOP <i> Timer 4 Stopped when Core is halted
-
// <o1.14> DBG_CAN_STOP <i> CAN Stopped when Core is halted
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// </h>
-
_WDWORD(0xE0042004, 0x00000027); // DBGMCU_CR
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_WDWORD(0xE000ED08, 0x20000000); // Setup Vector Table Offset Register
-
-
DebugSetup(); // Debugger Setup
这里对这个文件做简单的解释,
_WDWORD(0xE0042004, 0x00000027); // DBGMCU_CR
这一句表示想 0xE0042004地址处写入 0x000000027,这个寄存器是各个位表示的含义在注释中给出了详细的解释。 0x27即表示
BIT0 DBG_SLEEP
BIT1 DBG_STOP
BIT2 DBG_STANDBY
BIT5 TRACE_IOEN
注意,要使用ITM机制,必须要打开BIT0。
打开MDK工程,按照下图修改。
2.5MDK中对J-Link的配置
下图中注意两点
1). 这里的CoreClock是120M,因为使用的是stm32F207VG这款芯片,并且时钟配置为120M,所以这里填入120M,如果你使用stm32F10x,时钟配置成72M,那么这里需要填入72M。即需要跟实际情况保持一致。
2). 最后一定要将 0处打勾,并将其他bit位上的勾去掉,最好与此图保持一致,除CoreClock外。
2.6 烧录程序,并启动调试。可以看到,笔者在程序源码中插入了一句printf语句输出,然后按照下图,就可以看到程序的输出了。
3. 编译运行
编译,烧录,运行,打开Debug (printf) viewer,就可以看到输入,参看下图
4.虚拟串口功能配置
J-link的虚拟串口功能默认是关闭的,可以在J-link Commander下打开。
如果是V9以上,输入vcom enable。 如果出现以下提示,说明配置成功,直接将Jlink重新上电即可。
如果出现以下提示:The connected probe does not support VCOM functionality,重新输入以下指令:
power on
power off
vcom enable
如果不成功就重新上电多试几次,J-link Commander也要重新打开 。
没有提示错误则说明一切正常,将J-link重新上电,可以看到驱动会重新加载,设备管理器里多出了一个串口设备,说明设置成功。 该串口可以直接当做USB转串口设备使用,不影响J-link调试程序。
若需要关闭该功能,输入 vcom disable即可。
以上是关于J-link v9 使用技巧之虚拟串口功能的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
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