OBG在单片机中的解释

OBG在单片机中的解释STM32单片机的内核(Cortex-M3)含有硬件调试模块,支持多种复杂的调试操作,硬件调试模块允许内核在取地址或者访问数据时停止-这就是我们在单片机开发和过程中可以在线仿真的保障。内核在停止时,其内部的状态与外部状态都是可以进行查询的,- 在单片机仿真调试中受到中断,通常为人为设置的断点,此时单片机中所有的变量,以及程序指针,CP,等地址指针都可以查询到状态。在调试过程中,设置了断点,当程序停止运行时,我们可以接着进行单步执行,跳出函数,进入函数等操作。还可以进行复位,使寄存器都回归到初始复位状态。

OBG调试接口

  • 串行接口
  • JTAG调试接口

“OBG调试框图"
OBG调试框图

SWJ(serial wire and JTAG)调试端口

  • JTAG调试接口(JTAG-DP)为AHP-AP模块提供5针标准JTAG口
  • 串行调试接口(SW-DP)为两针接口(时钟+数据)接口

在swj-dp接口中,SW-DP接口的2个引脚和JTAG标准接口的5个引脚中的一些是复用的。

“SWJ调试端口”
SWJ调试端口

JTAG-DP与SW-DP切换的机制 JTAG调试接口是默认的调试接口

如果想换到SW-DP,必须在TMS/TCK上输出一指定的JTAG序列(SWCLK SWDIO),该序列禁止JTAG-DP,并激活SW-DP,该方法只能通过SWCLK与SWDIO两个引脚来激活。

指定序列是:

  • 输出超过50个SWCLK的周期=1信号
  • 输出16个SWDIO信号0111100111100111(MSB)
  • 输出超过50个SWCLK周期的=1信号

注:如果在调试过程中,使用到了SW-DP模式,可以对SWDIO与SWCLK信号进行观察,不出意外可以观察到上面的信号。

SWJ调试端口脚 注:下图中的所有引脚在所有STM32系列单片机中都存在

“SWJ端口对应”
SWJ端口对应

在系统复位后(SYSRESETn或PORESETn)以后,属于SWJ-DP的所有5个脚都立即被初始化为可被调试器调用的专用引脚。然而STM32控制器可以复用重映射和调试IO配置寄存器(AFIO_MARR)寄存器来禁止SWJ-DP接口的部分或者全部引脚功能,被释放为普通IO口,此寄存器被映射到Cortex-M3系统总线的APB桥上,对此寄存器的配置将由用户进行配置。

注:在单片机开发中基本上以及绝对不会用到占用调试接口的情况。大家松口气JTAG脚上的内部上拉与下拉保证JTAG的输入引脚不是悬空的是非常必要的,因为他们直接连接到D触发器控制着调试模式。必须特别注意SWCLK/TCK引脚,因为他们直接连接到一些D触发器的时钟端。

为了避免任何未受控制的I/O电平, STM32F10xxx在JTAG输入脚上嵌入了内部上拉和下拉

●JINTRST:内部上拉

● JTDI:内部上拉

● JTMS/SWDIO:内部上拉

● TCK/SWCLK:内部下拉

一旦JTAG I/O被用户代码释放, GPIO控制器再次取得控制。这些I/O口的状态将恢复到复位时的状态。

● JNTRST:带上拉的输入

● JTDI:带上拉的输入

● JTMS/SWDIO:带上拉的输入

● JICK/SWCLK:带下拉的输入

● JTDO:浮动输入

软件可以把这些I/O口作为普通的I/O口使用。

注意: JTAG IEEE标准建议对TDI, TMS和nTRST上拉,而对TCK没有特别的建议。但在STM32F10xxx中, JTCK引脚带有下拉。

内嵌的上拉和下拉使芯片不再需要外加外部电阻。利用串行接口并释放不用的调试脚作为普通I/O口。为了利用串行调试接口来释放一些普通I/O口,用户软件必须在复位后设置SWJ_CFG=010,从而释放PA15, PB3和PB4用做普通I/O口。这点可以记住因为在平常我也忘记这了。

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