大多數(shù)情況下，在嵌入式開發(fā)中，調(diào)試嵌入式系統(tǒng)與調(diào)試桌面應(yīng)用程序沒有太大區(qū)別。通常，運行我們的開發(fā)環(huán)境的主機沒有任何訪問外部硬件狀態(tài)的工具。這就是為什么我們需要配置一組額外的硬件和軟件組件，以便我們可以使用某種通信通道將從主機上的調(diào)試器發(fā)送的命令轉(zhuǎn)換為目標設(shè)備。讓我們了解一下調(diào)試嵌入式目標的典型設(shè)置。
調(diào)試接口-問題？
現(xiàn)在有兩種流行的接口用于調(diào)試嵌入式系統(tǒng)：JTAG 和串行線調(diào)試 (SWD)。經(jīng)典 JTAG 由 Joint Test
Access Group 在 80 年代開發(fā)，作為在制造后驗證設(shè)計和測試印刷電路板的標準。今天，JTAG
被半導(dǎo)體行業(yè)廣泛采用，并經(jīng)常用于編程、測試和調(diào)試嵌入式系統(tǒng)。 JTAG 接口的主要缺點是它至少需要四個引腳(TRST
是可選的)才能正常工作。當我們使用引腳數(shù)量有限的小封裝 IC 時，這可能是一個問題。
Arm 開發(fā)了一個簡化的替代接口，稱為串行線調(diào)試 (SWD)。它用兩個信號代替 JTAG 接口 - 一條雙向數(shù)據(jù)線
(SWDIO) 和時鐘 (SWCLK)，提供所有常用的調(diào)試和測試功能，與 JTAG 相比具有更高的性能。盡管許多現(xiàn)代微控制器同時支持 JTAG 和 SWD
接口，但 SWD 是一種專有接口，主要用于 Arm 生態(tài)系統(tǒng)。
調(diào)試探針-問題？
我們可以將調(diào)試探針描述為主機和目標嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試端口之間的硬件中介。任何調(diào)試探針的主要任務(wù)是將來自調(diào)試器的命令轉(zhuǎn)換為目標設(shè)備可理解的信號。通常，調(diào)試探針通過
USB 連接到主機，但以太網(wǎng)或 Wi-Fi 連接也有更多奇特的變化，允許嵌入式開發(fā)人員甚至從世界任何地方遠程調(diào)試設(shè)備。
市場上有很多調(diào)試適配器，從開源和供應(yīng)商不可知探針 (Black Magic Probe) 到來自芯片供應(yīng)商
(Atmel-ICE、ST-link) 和獨立商業(yè)公司 (Segger) 的專有解決方案J-鏈接)。一些供應(yīng)商還提供帶有板載調(diào)試探針的開發(fā)套件(Nordic
nRF52-DK、NXP i.MX RT1010)，因此開發(fā)人員無需任何額外硬件即可開始調(diào)試。
值得一提的是，PlatformIO Unified Debugger
具有高度可配置性，可與各種調(diào)試探針一起使用，它還為具有內(nèi)置調(diào)試電路的開發(fā)套件提供了大量預(yù)定義配置。這意味著開發(fā)人員不需要任何調(diào)試配置，只需連接您的開發(fā)板并開始新的調(diào)試會話。
調(diào)試服務(wù)器-問題？
簡單地說，調(diào)試服務(wù)器是一個運行在主機上的軟件，它充當調(diào)試器和連接到目標設(shè)備的調(diào)試探針之間的橋梁。 OpenOCD
是免費和開源調(diào)試服務(wù)器的最佳示例之一。這是一個社區(qū)驅(qū)動的項目，具有大量受支持的調(diào)試探針和目標設(shè)備。另一個例子是 pyOCD——一個用于編程和調(diào)試 Arm
Cortex-M 微控制器的開源包。另一方面，像 Segger 這樣的公司提供自己的工具集(包括調(diào)試服務(wù)器)，可以更好地利用其 J-link
調(diào)試探針的功能。在嵌入式開發(fā)中，還有一些調(diào)試探針根本不需要任何中間主機軟件(例如 Black Magic
Probe)，并且可以通過串行端口模擬調(diào)試服務(wù)器來直接與調(diào)試器交互。
