单片机常用调试仿真器有哪些?

strongerHuang 2024-09-07 08:20

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素材来源 | 网络


学单片机开发,除了单片机开发板,调试仿真器也是必备的一项工具。

那么,你们常用什么调试仿真器呢?

常用调试接口

目前市面上有几种调试接口,这里列举一些常用的调试接口。

JTAG协议

JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如ARM、DSP、FPGA器件等。

标准的JTAG接口是4线:TMS、 TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。相关JTAG引脚的定义为:

  • TMS:测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;
  • TCK:测试时钟输入;
  • TDI:测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;
  • TDO:测试数据输出,数据通过TDO引脚从JTAG接口输出;

JTAG协议在定义时,由于当时的计算机(PC机)普遍带有并口,因而在连接计算机端是定义使用的并口。而计算机到了今天,不要说笔记本电脑,现在台式计算机上面有并口的都很少了,取而代之的是越来越多的USB接口。

所以,目前市场上已经很少看到它的身影了。


SWD接口

SWD:Serial Wire Debug,代表串行线调试,是ARM设计的协议,用于对其微控制器进行编程和调试。

市面上支持SWD调试接口的下载器很多,比如:ST-Link、 J-Link、 e-Link、 GD-Link等市面上绝大部分用于Cortex-M内核处理器的下载器都支持。

SWD和传统的调试方式区别:

  1. SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败,但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的,只要你的仿真器支持,所以推荐大家使用这个模式。

  2. 在大家GPIO刚好缺一个的时候,可以使用SWD仿真,这种模式支持更少的引脚。

  3. 在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式,它需要的引脚少,当然需要的PCB空间就小啦!比如你可以选择一个很小的2.54间距的5芯端子做仿真接口。



SWD 和 JTAG引脚区别:
JTAG:
  • TDI:Test Data In。串行输入引脚

  • TDO:Test Data Out,串行输出引脚

  • TCK:Test Clock,时钟引脚

  • TMS:Test Mode Select,模式选择(控制信号)引脚

  • TRST:Test Reset,复位引脚


SWD:
  • SWDIO:Serial Wire Data Input Output,串行数据输入输出引脚

  • SWCLK:Serial Wire Clock,串行线时钟引脚


其中SWD只需要两根线(SWCLK和 SWDIO),在PCB布局有限、引脚资源紧张的情况下,SWD算是一种不错的选择。


RDI接口

远程调试接口(Remote Debug Interface),是ARM公司提出的标准调试接口,主要用于ARM芯片的仿真,由于各个IDE厂商使用的调试接口各自独立,硬件无法进行跨平台的调试。

现在众多的IDE厂家都逐步采用标准RDI作为ARM仿真器的调试接口,因此使跨平台的硬件调试成为可能。EasyJTAG由于使用标准RDI调试接口,因此在任何使用标准RDI接口的IDE调试环境中都可以使用,例如ARM公司的ADS1.2/IAR公司的EWARM 3.30 。

常用调试仿真器

现在很多MCU厂商都会推出自家的调试仿真器,但大多底层的协议都“通用”。

Jlink仿真器

J-Link是德国SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。简单地说,是给一个JTAG协议转换盒,即一个小型USB到JTAG的转换盒,其连接到计算机用的是USB接口,而到目标板内部用的还是jtag协议。它完成了一个从软件到硬件转换的工作。

JLINK是一个通用的开发工具,可以用于KEIL、IAR、ADS 等平台。速度,效率,功能都很好,据说是众多仿真器里最强悍的。

ST-LInk仿真器

ST-LINK是专门针对意法半导体STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG / SWD标准接口,其主要功能有:

  • 编程功能:可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等;
  • 仿真功能:支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法,可查看IO状态,变量数据等;
  • 仿真性能:采用USB2.0接口进行仿真调试,单步调试,断点调试,反应速度快;
  • 编程性能:采用USB2.0接口,进行SWIM / JTAG / SWD下载,下载速度快;

Ulink仿真器

ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器,目前网上可找到的是其升级版本,ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil软件实现仿真功能,并且仅可以在Keil软件上使用,增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。

开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD和OCDS)、Flash编程。但是要注意的是,ULINK是KEIL公司开发的仿真器,专用于KEIL平台下使用,ADS、IAR下不能使用。


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strongerHuang 作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。
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