1  Debug原理 概述

Debug是通過芯片內(nèi)置的硬件模塊記錄處理器做的事情，然后把相關(guān)的信息送出到外面的調(diào)試器供使用者查看、分析的過程。常見的ARM  Debug接口有JTAG、ETM、SWD；常見的調(diào)試工具有Trace32，J-Link等。

 1.1  JTAG

JTAG是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試?，F(xiàn)今多數(shù)的高級(jí)器件都支持JTAG協(xié)議,如DSP、FPGA、ARM、部分單片機(jī)器件等。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：

TCK為測(cè)試時(shí)鐘輸入；

TDI為測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI引腳輸入JTAG接口；

TDO為測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO引腳從JTAG接口輸出；

TMS為測(cè)試模式選擇，TMS用來設(shè)置JTAG接口處于某種特定的測(cè)試模式；TRST為測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。

 1.2  ETM

ETM，嵌入式跟蹤宏單元。

由于微控制器帶有大量的片內(nèi)存儲(chǔ)器，因此不能簡(jiǎn)單地通過觀察外部管腳來確定處理器核是如何運(yùn)行的。ETM對(duì)深嵌入處理器內(nèi)核提供了實(shí)時(shí)跟蹤能力。它向一個(gè)跟蹤端口輸出處理器執(zhí)行的信息。軟件調(diào)試器允許使用JTAG接口對(duì)ETM進(jìn)行配置并以用戶易于理解的格式顯示捕獲到的跟蹤信息。ETM直接連接到ARM內(nèi)核而不是主AMBA 系統(tǒng)總線。

1.3  SWD

SWD，串行總線調(diào)試技術(shù)。它提供了兩條串行數(shù)據(jù)線：

SWCLK：串行時(shí)鐘，外部調(diào)試器給出；

SWDIO：串行雙向數(shù)據(jù)線。

通過SWDIO和SWCLK，SWD提供了高性能的串行調(diào)試接口，與JTAG和ETM相比，SWD占用更少的IO資源。

 1.4  EFM32家族內(nèi)置的調(diào)試接口

ZG系列只有SWD接口；TG，G，除了SWD以外增加SWO接口；LG，GG和WG既有SWD接口又有ETM接口。

 2  EFM32 Demo板調(diào)試外部MCU的方法

2.1  Demo調(diào)試接口原理圖

如上圖所示，板載MCU和外部Debug接口通過多路單刀單擲開關(guān)及電壓轉(zhuǎn)換器件連接到Demo的板載控制器BC。調(diào)試的時(shí)候，由BC控制Debug接口是接入到板載MCU還是連接至外部的Debug接口，同時(shí)外部電路根據(jù)軟件作出相應(yīng)的更改，以達(dá)到調(diào)試的多樣性，最大限度的發(fā)揮Demo板的調(diào)試功能。

 2.2  Demo板調(diào)試外部MCU的步驟

下面以STK3200 Demo板為例來說明使用SWD接口來調(diào)試外部EFM32TG110 MCU調(diào)試步驟及配置方法。

 2.2.1  根據(jù)原理圖連接SWD接口

如上圖所示，按照?qǐng)D示把外部MCU的SWD引腳連接至Demo板的Debug接口。其中SWCLK和SWDIO是必須的，SWO是可選的，Debug接口的Reset連接至MCU的Reset。

2.2.2  連接MCU及Debug接口電源

參考2.2.1的圖示，給外部MCU供電，同時(shí)把Debug接口的Vtarget和GND連接到外部MCU的VMCU。使用時(shí)注意：Vtarget不是一個(gè)電源輸出引腳，不能直接供電給外部MCU，而是電壓轉(zhuǎn)換的一個(gè)外部參考電壓。

2.2.3  軟件配置Demo板的Debug模式

1.首先把Demo板通過USB連接至PC機(jī)，打開Simplicity Studio，studio檢測(cè)到設(shè)備以后點(diǎn)擊下圖紅色標(biāo)示的Kit Manager圖標(biāo)：

 2.如下圖所示，把Debug Mode由MCU更改為OUT：

2.2.4  選擇Demo板VMCU的供電源

如下圖所示，通過切換開關(guān)把電源切換到Debug一端，或者BAT一端，如果由電池供電的話。

然后，用mini USB連接Demo和PC，在Simplicity Studio中點(diǎn)擊檢測(cè)連接的設(shè)備，就會(huì)看到連接的設(shè)備信息，如下圖所示：

2.2.5  其他注意事項(xiàng)

如果按照上述步驟還是檢測(cè)不到設(shè)備的話，按如下方法檢測(cè)

1)  請(qǐng)使用萬用表按照上述原理檢查導(dǎo)線的導(dǎo)通性，確保導(dǎo)線、飛線、跳線連接完好。

2)  如果導(dǎo)線連通性沒問題，請(qǐng)使用示波器測(cè)量Debug接口上SWCLK和SWDIO的波形，看是否有通信的數(shù)據(jù)。如果沒有，請(qǐng)按照2.2.3配置，如果有，但是信號(hào)很弱，請(qǐng)參考2.2.2配置，如果信號(hào)很好，還是不能檢測(cè)到設(shè)備，請(qǐng)檢查2.2.4的配置過程。

3  參考文獻(xiàn)

(1)  EFM32 Debug and Trace - AN0043

(2)  USER MANUAL - Starter Kit EFM32ZG-STK3200

(3)  EFM32 Zero Gecko STK Schematic-BRD2010A-B00