前 言

J-Scope是Segger推出的一款免費軟件，用于MCU運行時，實時顯示數據波形，可以以類似示波器的方式顯示多個變量的值。本文提供簡單的例子演示如何基于先楫半導體的芯片新建 J-scope工程并顯示運行數據。

以下內容介紹分為四個模塊：工作模式、軟硬件版本、HSS模式工程創建和RTT模式工程創建。

一、工作模式

J-Scope分為HSS和RTT兩種模式：

1. HSS（High-Speed-Sampling）模式：jlink周期性的讀取數據，將數據上傳至j-scope顯示。

優點：

1）簡單，代碼無需做任何更改

2）通過elf文件確定變量地址

缺點：

1）相比RTT模式數據傳輸速度更慢

2）異步采樣，具有相當的非實時性

2. RTT（Real-Time-Transfer）模式：實時傳輸模式，代碼主動上報變量數值至j-scope顯示。

優點：

1）比HSS模式速度更高，最大上傳速度可達2MB/s

2）數據上傳與MCU內程序運行是同步的，具有實時性

3）要監控的變量可自動檢索，無需指定地址或提供elf文件

4）數據可加時間戳

缺點：

1）需要寫代碼，具體的，需要加載RTT組件，并在代碼中手動上傳要顯示的數據

2）占用一定的內存（RTT Buffer）

二、軟硬件版本

硬件J-Link：V10版本及以上（支持risc-v內核），推薦使用J-Link V11。

軟件J-Scope：J-Link Software and Documentation pack V7.88f及以上，一般使用最新版本J-Link驅動即可。安裝完成后在windows內搜索即可找到J-Scope GUI工具。

三、HSS模式工程創建

1.代碼添加

打開SDK1.1.0內hello_world工程，添加如下代碼：

float my_pi = 3.141592654f;

float my_two_pi = 6.283185307f;

typedef struct{

float ts;

float omega;

float theta;

float sinval;

float cosval;

}jscope_debug_t;

jscope_debug_t jscope_debug = {

.ts = 0.001f,

.omega = 2.0f * 3.141592654f * 10.0f,

.theta = 0.0f,

.sinval = 0.0f,

.cosval = 0.0f,

};

void jscope_debug_run(jscope_debug_t *p)

{

p->theta += p->omega * 0.001f;

if(p->theta > my_pi)

p->theta = p->theta - my_two_pi;

p->sinval = sinf(p->theta);

p->cosval = cosf(p->theta);

return;

}

以上代碼定義了jscope_debug_t結構體，添加了一個jscope_debug_t型變量，并在jscope_debug_run函數內對變量值做修改。

添加如下代碼，設計一個1ms定時器中斷，在中斷函數內執行jscope_debug_run：

void gptmr_init(void)

{

gptmr_channel_config_t config;

gptmr_channel_get_default_config(GPTMR, &config);

config.reload = 100*1000;

gptmr_enable_irq(GPTMR, GPTMR_CH_RLD_IRQ_MASK(GPTMR_CH));

gptmr_channel_config(GPTMR, GPTMR_CH, &config, false);

gptmr_channel_reset_count(GPTMR, GPTMR_CH);

gptmr_start_counter(GPTMR, GPTMR_CH);

intc_m_enable_irq_with_priority(GPTMR_IRQ, 1);

}

void isr_gptmr(void)

{

volatile uint32_t s = GPTMR->SR;

GPTMR->SR = s;

if (s & GPTMR_CH_RLD_STAT_MASK(GPTMR_CH)) {

//this is a 1ms isr_handler

jscope_debug_run(&jscope_debug);

}

}

SDK_DECLARE_EXT_ISR_M(GPTMR_IRQ, isr_gptmr)

注意：需要將監控的變量放在noncachable內存區，或者直接關閉L1緩存（l1c_dc_disable()），否則數據一直在l1緩存內，J-Link讀不到數據。

2.GUI操作

打開J-Scope，新建工程，如下所示：

在彈出的界面配置如下：

1、本文作者使用HPM6200evk，因此設備選擇HPM6280xPAx。注意，如果找不到對應的芯片型號，考慮升級J-Link驅動包。

2、Sampling Source選擇HSS模式。

3、Sampling Rate選擇1Khz，即每1000us采集一次數據。

4、指定elf文件。HSS模式會解析elf文件確定變量地址。

選擇要監控的數據，在變量后面的方框內打勾即可。

保證芯片內程序正在運行，點擊圖中開始采樣按鈕，即可開始采集波形并顯示。移動光標可以查看某一時刻采集的3個數據的值。

Sampling后有兩個功能按鈕，前一個開始/暫停采樣，后一個停止采樣。Target后有兩個功能按鈕，前一個開始/暫停芯片執行，后一個復位芯片。

界面右上角放大縮小符號以及其后的下拉框，可控制時間軸縮放。

界面下方watch window內，可顯示變量名、變量地址、變量數值（光標處），最大值、最小值、滑動平均值。修改 Y Resolution 與 Y Offset，可以對每一根曲線的Y軸縮放與偏移進行設置。

四、RTT模式工程創建

1. 代碼添加

打開SDK1.1.0內hello_world工程的cmakelists，做如下修改：

添加如下代碼：

float my_pi = 3.141592654f;

float my_two_pi = 6.283185307f;

typedef struct{

float ts;

float omega;

float theta;

float sinval;

float cosval;

}jscope_debug_t;

jscope_debug_t jscope_debug ={

.ts = 0.001f,

.omega = 2.0f * 3.141592654f * 10.0f,

.theta = 0.0f,

.sinval = 0.0f,

.cosval = 0.0f,

};

void jscope_debug_run(jscope_debug_t *p)

{

p->theta += p->omega * 0.001f;

if(p->theta > my_pi)

p->theta = p->theta - my_two_pi;

p->sinval = sinf(p->theta);

p->cosval = cosf(p->theta);

return;

}

void isr_gptmr(void)

{

volatile uint32_t s = GPTMR->SR;

GPTMR->SR = s;

if (s & GPTMR_CH_RLD_STAT_MASK(GPTMR_CH)) {

//this is a 10ms isr_handler,add your code here

jscope_debug_run(&jscope_debug);

}

}

SDK_DECLARE_EXT_ISR_M(GPTMR_IRQ, isr_gptmr)

void gptmr_init(void)

{

gptmr_channel_config_t config;

gptmr_channel_get_default_config(GPTMR, &config);

config.reload = 100*100;

gptmr_enable_irq(GPTMR, GPTMR_CH_RLD_IRQ_MASK(GPTMR_CH));

gptmr_channel_config(GPTMR, GPTMR_CH, &config, false);

gptmr_channel_reset_count(GPTMR, GPTMR_CH);

gptmr_start_counter(GPTMR, GPTMR_CH);

intc_m_enable_irq_with_priority(GPTMR_IRQ, 1);

}

main函數如下：

int main(void)

{

int u;

char JS_RTT_UpBuffer[4096]; // J-Scope RTT Buffer

int JS_RTT_Channel = 1; // J-Scope RTT Channel

int i;

board_init();

board_init_led_pins();

gptmr_init();

l1c_dc_disable();

board_timer_create(LED_FLASH_PERIOD_IN_MS, board_led_toggle);

printf("helloworld ");

SEGGER_RTT_ConfigUpBuffer(JS_RTT_Channel, "JScope_f4f4f4f4f4", &JS_RTT_UpBuffer[0], sizeof(JS_RTT_UpBuffer),SEGGER_RTT_MODE_BLOCK_IF_FIFO_FULL);

while(1)

{

SEGGER_RTT_Write(JS_RTT_Channel,&jscope_debug, sizeof(jscope_debug));

}

return 0;

}

上述代碼首先配置了RTT組件的upbuffer1，將其命名為"JScope_f4f4f4f4f4"（命名規則下文描述），配置其占用的內存區為JS_RTT_UpBuffer，數組大小為4096個字節，以及寫函數的調用策略為當內存區滿時以阻塞模式寫入（請參考RTT wiki百科）。 然后在while循環內，不停的調用SEGGER_RTT_Write函數上傳數據到J-Scope進行顯示。 RTT模式uploadbuffer命名規則：

通道名稱以“JScope_”開頭，后面跟解析RTT內存數據需要的數據個數、數據類型與每個數據占用的字節數。例如浮點數一定占用4個字節，而整形可以占用1、2、4個字節。

2.GUI操作

打開J-Scope，新建工程，如下所示：

在彈出的界面配置如下：

選擇設備，芯片型號。

選擇RTT模式。

如果需要更高的傳輸速率，可以增加JTAG速度，比如12000khz或20000khz。

進入GUI界面，可以看到我們沒有提供任何的elf文件，J-Scope自動識別出上報的結構體有5個float型數據。這是RTT組件自動在內存中搜索，找到了我們定義的RTT buffer的結果。由于沒有提供elf，所以watch window內無變量名信息，也無地址信息。

采樣可以觀察到，波形明顯有鋸齒了，說明RTT上傳的速度高，同一個數據上傳了多次。

trigger功能可以用來達成條件觸發采樣，如圖所示，設置sin的值大于0.5時觸發采樣，則波形從sin=0.5358時開始采樣。

小 結

本文首先介紹了基于HPM6000系列芯片如何使用J-Scope調試?？傮w而言J-Scope是一款相當易用的工具，使用時只需注意變量放在非l1緩存區即可。讀者可自行嘗試，提高調試效率。

審核編輯：湯梓紅