HPM6000系列微控制器 CMSIS DAP調(diào)試器使用指南

在上海先楫提供的HPM系列MCU評(píng)估套件上，多數(shù)集成了基于FTDI的FT2232芯片的板載調(diào)試器，方便了開(kāi)發(fā)人員直接調(diào)試并評(píng)估HPM6000系列產(chǎn)品。

當(dāng)用戶開(kāi)始基于HPM6000系列產(chǎn)品進(jìn)行原理圖和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，出于成本和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)考慮我們推薦在電路上保留JTAG接口并連接相關(guān)信號(hào)到HPM6000系列MCU的JTAG引腳。

本文介紹了CMSIS DAP調(diào)試器，并介紹了利用其進(jìn)行HPM6000系列微控制器調(diào)試的相關(guān)配置方法。

CMSISDAP配置指南

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1CMSISDAP簡(jiǎn)介

CMSIS DAP是一款開(kāi)源的調(diào)試器固件，它定義了一系列標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，用以訪問(wèn)芯片的調(diào)試接口（Debug Access Port）。CMSIS DAP調(diào)試器通常以接口芯片的方式呈現(xiàn)，以USB電纜運(yùn)行調(diào)試器的主機(jī)，以JTAG或者SWD接口連接芯片的開(kāi)發(fā)板。

主機(jī)與開(kāi)發(fā)板直接通過(guò)交換一系列通訊實(shí)現(xiàn)調(diào)試，通常主機(jī)發(fā)送命令（command）而開(kāi)發(fā)板回復(fù)響應(yīng)（response）。借助CMSIS DAP調(diào)試器支持的JTAG命令，開(kāi)發(fā)人員可以利用標(biāo)準(zhǔn)的CMSIS DAP調(diào)試器，調(diào)試HPM6000系列RISC-V高性能微控制器。

HPM6000系列微控制器符合The RISC-V Debug Specification, Version 0.13 規(guī)范，支持 4 線 JTAG 接口，符合 IEEE Std 1149.1。Debug 調(diào)試系統(tǒng)包括 JTAG 接口轉(zhuǎn)換模塊（DTM）和調(diào)試模塊（DM） 2 部分。DTM 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) JTAG 接口對(duì)接外部調(diào)試器，可以把 JTAG 上收到的調(diào)試指令轉(zhuǎn)換成對(duì) DM 模塊的讀寫(xiě)訪問(wèn)。調(diào)試模塊 DM 集成了調(diào)試功能，可以暫停或者恢復(fù) CPU 的運(yùn)行，產(chǎn)生復(fù)位，以及訪問(wèn)片上資源。

因此，用戶可以利用CMSIS DAP調(diào)試HPM6000系列微控制器，需要利用CMSIS DAP的JTAG接口。目前暫不支持使用SWD接口進(jìn)行調(diào)試。

由于CMSIS DAP調(diào)試器固件開(kāi)源，無(wú)需特別安裝驅(qū)動(dòng)，易于使用，易用獲得，支持芯片的種類繁多，因此受到廣大開(kāi)發(fā)人員的歡迎。有興趣的讀者可以在國(guó)內(nèi)各大知名網(wǎng)商平臺(tái)搜索“CMSIS DAP”，獲取相關(guān)購(gòu)買信息。

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2 CMSISDAP調(diào)試接口電路

使用CMSIS DAP調(diào)試器，需要將其JTAG信號(hào)與HPM6000系列微控制器的JTAG引腳相連，下面以HPM6750EVK的調(diào)試電路為例，需要連接如下信號(hào)：

·TDO與PY0/JTAG_TDO

·TDI與PY1/JTAG_TDI

·TCK與PY2/JTAG_TCK

·TMS與PY3/JTAG_TMS

·JRST與PY4/JTAG_TRST（可選）

·SRST與PZ1/RESETN（可選）

·CMSISDAPGND和開(kāi)發(fā)板GND

JTAG引腳連接

在HPM6750EVK上，試用CMSIS DAP進(jìn)行調(diào)試的話，需要把0歐電阻R39，R40，R41，R43，R44，R45斷開(kāi)，并安裝0歐電阻R46，R47，R49，R51，R52，R53，或把它們短接。

JTAG接口示意圖

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3 CMSISDAP工程配置

本節(jié)以Segger Embedded Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為例，介紹了利用CMSIS DAP調(diào)試器進(jìn)行HPM6000系列MCU開(kāi)發(fā)調(diào)試必要配置步驟。

以基于sdk env的generate_project命令生成的hello world例程為例，打開(kāi)生成的Segger Embedded Studio項(xiàng)目，點(diǎn)擊菜單project，并選擇Options：

選擇Project->Options

尋找Debug下的GDB Server，并點(diǎn)擊GDB Server Command Line右側(cè)的省略號(hào)標(biāo)記，編輯GDB Server Command Line。

選擇GDBServerCommandLine

尋找命令行中，定義的缺省ft2232調(diào)試器的部分。

命令行中ft2232.cfg部分

將其修改為cmsis_dap.cfg。

命令行替換為cmsis_dap.cfg

配置完成即可開(kāi)始調(diào)試。

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4 異常診斷

當(dāng)用戶使用CMSIS DAP調(diào)試遇到故障時(shí)，用戶也可以利用sdk env自帶的命令行工具，測(cè)試調(diào)試器的連接和開(kāi)發(fā)板JTAG接口的連接。

以Windows10操作系統(tǒng)為例，用戶可以點(diǎn)擊sdk env目錄下的start_cmd.cmd，啟動(dòng)命令行工具：

sdk_env的命令行工具

使用cd命令進(jìn)入調(diào)試器的目錄hpm_sdk\boards\openocd

進(jìn)入hpm_sdk的openocd文件夾

以HPM6750微控制器為例，執(zhí)行以下腳本：

openocd.exe -f probes\cmsis_dap.cfg -f soc\hpm6750-dual-core.cfg

注意，HPM6000系列其他型號(hào)產(chǎn)品，需要替換-f soc\hpm6750-dual-core.cfg為其他型號(hào)對(duì)應(yīng)的腳本文件。

此時(shí)，正確的連接信息應(yīng)如下：

OPENOCD通過(guò)CMSISDAP成功連接調(diào)試目標(biāo)

當(dāng)連接的CMSISDAP調(diào)試器異?；蛘呦到y(tǒng)未檢測(cè)到調(diào)試器時(shí)，可能出現(xiàn)以下連接信息

OPENOCD未連接到CMSISDAP調(diào)試器

當(dāng)CMSIS DAP調(diào)試器與目標(biāo)板連接異常，如調(diào)試相關(guān)信號(hào)連接錯(cuò)誤，或者目標(biāo)板本身各類異常，如芯片工作異常，板子供電異常等情況時(shí)，可能出現(xiàn)以下信息。

OPENOCD未連接到CMSISDAP調(diào)試器

此時(shí)建議用戶著重檢查HPM6000微控制器芯片的工作情況，以及調(diào)試電路的連接情況。

由于CMSIS DAP是開(kāi)源的調(diào)試器固件，CMSIS DAP調(diào)試器可以基于眾多芯片方案實(shí)現(xiàn)，各個(gè)方案的性能可能有所差異，有下載或者調(diào)試響應(yīng)緩慢現(xiàn)象。推薦用戶選擇支持高速USB的CMSIS DAP調(diào)試器。