之前的文章在講到調(diào)試的時(shí)候，一般都是大家熟悉的調(diào)試方法：通過打斷點(diǎn)，讓程序運(yùn)行到某一個(gè)地方停下來，查看某些變量、寄存器等的狀態(tài)；單步運(yùn)行，看程序的執(zhí)行、跳轉(zhuǎn)是否跟預(yù)期一致；比較高級(jí)的是設(shè)置軟斷點(diǎn)，比如在讀寫某一個(gè)變量，或是某一變量值到達(dá)某種狀態(tài)時(shí)停下。這些方法有一個(gè)共同的特征，就是程序要停下來，讓我們觀察各種信息。

有沒有一種方法，程序在持續(xù)的運(yùn)行，某些變量的值能夠持續(xù)的輸出給我們，甚至是通過圖表的形式給我們觀察，甚至是后期保存下來。這樣在某些情況下是更直觀的、更有效的一種調(diào)試方法。

這種方法當(dāng)然是存在的，比如通常會(huì)利用單片機(jī)的某一個(gè)串口向外發(fā)送數(shù)據(jù)，再通過上位機(jī)串口調(diào)試軟件接收并顯示。除此之外，還有另一種方法，通過STM32系列單片機(jī)的SWV（Serial Wire Viewer）實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

接下來我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，看看在CubeIDE下怎么通過單片機(jī)的SWV功能結(jié)合CubeIDE的ITM（Instrumentation Trace Macrocell）功能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)跟蹤。需要說明的是，下面關(guān)于SWV實(shí)時(shí)跟蹤的功能介紹來源于CubeIDE的用戶手冊(cè)，覺得自己英文水平還行的可以直接去看手冊(cè)，更權(quán)威。

1. 端口配置

我們還是基于正點(diǎn)原子的F767開發(fā)板，在CubeMX里新建一個(gè)工程，具體設(shè)置見下圖。默認(rèn)的Debug模式為JTAG，這里我們改為Trace Asynchronous Sw，調(diào)試模式改為SWD。這個(gè)時(shí)候PB3就會(huì)被使能，它的一個(gè)復(fù)用功能是SWO（Serial Wire Output），這個(gè)引腳配合SWD輸出實(shí)時(shí)跟蹤數(shù)據(jù)，也即實(shí)現(xiàn)了SWV功能。

2. 調(diào)試配置

用CubeIDE打開生成的工程，點(diǎn)擊菜單Run->Debug Configurations，新建一個(gè)調(diào)試配置文件，在調(diào)試器標(biāo)簽頁里，接口選SWD，使能SWV，Core Clock處填內(nèi)核實(shí)際運(yùn)行頻率，這里是216 MHz。

接下來，連接開發(fā)板，進(jìn)入調(diào)試模式。點(diǎn)擊菜單Window->Show View->SWV->SWV Trace Log，會(huì)在窗口下方打開SWV Trace Log標(biāo)簽，如下圖。點(diǎn)擊Configure Trace圖標(biāo)進(jìn)行配置。

在配置窗口里我們使能PC Sampling，對(duì)內(nèi)核PC（Program Counter）值進(jìn)行采樣，分辨率16384 Cycles/sample的含義是每次采樣間隔16384個(gè)時(shí)鐘周期。這個(gè)值是默認(rèn)的，考慮到SWO端口異步工作頻率為2 MHz，這個(gè)分辨率不能太小，否則數(shù)據(jù)量太大會(huì)造成堵塞。Timestamps必須被使能，好知道有事件發(fā)生了。后邊的預(yù)分頻值同樣與SWO數(shù)據(jù)量大小有關(guān)。

點(diǎn)擊SWV Trace Log標(biāo)簽頁右方的Start Trace圖標(biāo)，見下圖，并啟動(dòng)調(diào)試，則會(huì)看到SWV Trace Log標(biāo)簽頁會(huì)持續(xù)輸出PC Sample數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，除了輸出PC Sample數(shù)據(jù)之外，還可以配置輸出Configure Trace窗口里的各種事件發(fā)生的情況，也可以輸出某些變量值，甚至是把輸出的變量以圖表的形式輸出。具體配置方法可參考用戶手冊(cè)去研究。

3. 代碼利用printf重定向輸出消息

我們知道printf是C語言標(biāo)準(zhǔn)庫的函數(shù)，可以向屏幕打印字符串，嵌入式里一般被重定向到串口。在利用SWV進(jìn)行調(diào)試時(shí)，我們可以把printf重定向到ITM的0通道，調(diào)試時(shí)，用戶代碼可以利用printf向外發(fā)送易讀的消息。

首先，Configure Trace里勾選0通道，見下圖。然后點(diǎn)擊CubeIDE菜單Window->Show View->SWV->SWV ITM Data Console，窗口下方會(huì)出現(xiàn)SWV ITM Data Console標(biāo)簽頁，可以顯示ITM各通道輸出的信息。

接下來修改代碼，打開工程文件夾->Src->syscall.c文件，這個(gè)源文件里的函數(shù)配合C庫實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用。找到_write函數(shù)，完成printf到ITM的重定向。修改如下：

__attribute__((weak)) int _write(int file, char *ptr, int len)
{
  int DataIdx;


  for (DataIdx = 0; DataIdx < len; DataIdx++)
  {
    //__io_putchar(*ptr++);
    ITM_SendChar(*ptr++);
  }
  return len;
}

當(dāng)然，把注釋掉的那一行修改成串口發(fā)送的話，就能把printf重定向到串口。

在main.c的while循環(huán)里添加如下代碼：

while (1)
{
  HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET);
  printf("LED0 is offn");
  HAL_Delay(500);
  HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  printf("LED0 is onn");
  printf("%dn",counter++);
}

重新編譯，進(jìn)入調(diào)試模式，則可以在SWV ITM Data Console標(biāo)簽頁里看到如下打印信息。

4. 小結(jié)

基于STM32Cube生態(tài)的SWV實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)試方法就介紹到這里。需要說明的是，此方法在硬件上需要留出SWD接口和SWO引腳，正點(diǎn)原子STM32F767核心板上的SWD接口沒有引出SWO引腳，所以連接核心板的SWD無法用到SWV功能，需要通過ST-Link連接底板上的20針JTAG接口實(shí)現(xiàn)。