嵌入式软件的调试工具有哪些？

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2021-12-24 07:17:01　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报剪刀脚相关推荐 • VxWorks嵌入式软件开发常用的软件工具有哪些呢 1380 • 嵌入式设备上SystemTap调试工具怎么使用？ 806 • 嵌入式远程调试工具gdbserver怎么使用？ 876 • 怎样去使用Ucprobe嵌入式系统调试工具呢 1475 • 嵌入式软件设计开发工具有哪些呢？分别有何用途 2589 • 介绍一种嵌入式软件测试工具Winams 845 • 如何对嵌入式软件进行覆盖测试？ 1751 • MicroLab嵌入式开发调试工具集包括哪些功能呢 663 • 请问学习嵌入式的几个软件工具有哪些？ 1930 • VIM中怎么实现嵌入式软件调试？ 1949 1个回答

前言

当我们学习嵌入式软件的调试时，经常会听到一些名词，比如JTAG、SWD、SWIM、ST-Link、JLink、DAP-Link、OpenOCD、GDB。那么这些名词所代表的事物之间到底有什么联系又有哪些差别呢？本文对此做一个简单的梳理和总结，以便后来者可以节省一些没必要花的时间。
1 调试接口

使用GDB调试时，我们可以灵活的控制芯片的行为，比如断点、单步执行、读写内存、烧写Flash等。这些当然不只是软件层面的事情，这一切的实现都离不开硬件也就是芯片级的支持。芯片的核心往往都带有一个调试模块，所有GDB的命令最终都要落实到调试模块，由调试模块最终去控制芯片执行相应的动作。调试接口则是指调试模块对外提供的接口，这是与调试模块通信的物理基础。
当前，芯片种类繁多，如果不同的芯片采用不一样的调试模块，且对外给出不同的调试接口，那么就非常不利用调试器的通用化。我们当然希望一个调试器可以调试多种芯片，这样比较方便也节省成本。为了达到这一目标，一些标准组织就制定了调试接口（包括协议）的规范。当前的一些调试接口有:

JATG
JTAG实在是非常知名了，相信大部分人都不陌生。IEEE 1149.1兼容，很多芯片都支持JTAG，比如arm系列、一些dsp、FPGA等。
SWD
SWD接口非常简单，且在高速模式下比JTAG更为可靠，使用也非常广泛。

SWIM接口只需要一根传输线即可完成双向的数据传输。传输时由主控制端发起，设备端响应。典型的主从结构，单总线设计。STM8系列单片机带有这个接口，不清楚还有哪些芯片用到了它。引脚定义如下:
[tr]引脚功能(连线)[/tr]

VDD(应该叫Vref) 连接STM8目标板的VCC
DATA 连接STM8目标板的SWIM pin
GND 连接STM8目标板的GND
RESET 连接STM8目标板的RESET pin
- SWIM

对上述内容做两点补充:

关于JTAG/SWD的1脚VCC、SWIM中VDD引脚，都是输入用的，用于捕获目标板的参考电压，以便输出正确的高电平，这么做是因为有些目标板高电平为5V，而有些为3.3V，当然也可能有其它电平。因此这些引脚实际上叫Vref更为合适。不要误以为这些引脚是供电用的，JTAG/SWD确实可以设置对外供电，供电引脚为2脚，真正的VCC，但个人不建议拿调试器供电。有一些盗版的调试器并没有很好的区分1、2两个脚，实际使用时需要注意。
有一些人把RDI接口(Remote Debug Interface)和JTAG等接口混为一谈，这俩就不是一个层面的。RDI由ARM提出，是用来统一各个IDE使用的调试接口，是软件上的一层抽象，其底层会调调试器的驱动，数据走电脑的USB口经调试器转换为调试接口的电信号，送到芯片的调试模块，更多信息可参考此处。关于调试器，见第2节。

2 调试器(适配器)

虽然芯片那边有了调试接口，但我们电脑上是没有的，电脑上常用的接口是USB。因此，我们想和芯片的调试模块通信，还需要一个adapter，来完成USB<==>调试接口。既然有了这个需求，那么调试器（本质是适配器）就应运而生了:

JLink
USB<==>JTAG/SWD
老版本仅支持JTAG，v6开始支持SWD。
ST-Link
USB<==>JTAG/SWD/SWIM
主要用于STM系列。
DAP-Link
USB<==>JTAG/SWD
特点是速度比较快，主要用于arm cortex内核。
U-Link
USB<==>JATG/SWD
专用于keil(被ARM收购)
EasyJTAG
USB<==>JTAG
不甚了解。

3 OpenOCD与GDB

现在有很多IDE集成了调试功能，可以很方便的和调试器配合使用，比如keil、IAR等。它们虽然好用，但有一个缺点就是要钱。假如我不使用这些IDE，那还能不能调试呢？理论上当然是可以的，只要我们在调试器厂家提供的驱动的基础上，实现GDB server，调试时调用调试器的驱动发送调试数据到芯片的调试模块。
但是，市面上的调试器和芯片有很多种，这一组合就更多了，每次都要自己从底层做起来，不太好，毕竟我们关注的还是项目本身，调试只是项目开发过程中的一个需要。因此我们会产生这样一个期待:

有一个开源免费的软件，它可以去处理好各种调试器和芯片的差异，并提供GDB server，然后开发者直接把它当主机上的工具使用就好。

这样一个开源软件是存在的，它就是OpenOCD。实际上，OpenOCD不仅会提供GDB server，还会提供telnet server。功能强大，且支持的芯片和调试器的种类多。非常感谢OpenOCD开发者的贡献，他们的工作让世界更美好！OpenOCD有着以下的特性（更多OpenOCD的入门知识可参考此处）:

开源免费
支持的芯片和debug adapter众多
使用命令行交互
支持Windows、Linux

当我运行诸如arm-linux-gdb这样的主机程序时，实际上是起了一个GDB client，client读入elf文件，并连接GDB server来完成调试工作，所用端口号为3333。于此同时，telnet client连接telnet server使用的端口号为4444。
总结

文字总是太抽象了，用一幅图来概括吧: