前言

最近在調試一些單板，對于這個調試工具我真的是又愛又恨，熟悉了那就是金箍棒，不熟悉那就是攔路虎。

有的東西用了很久還不知道這個玩意是干嘛的，于是這里來整理一篇來學習一下。

調試的工具針對不同的領域當然有很多的，這里涉及到的工具是OpenOCD，這個玩意我們一起來學習一下相應的使用方式。

一、OpenOCD是什么？

我們在使用的時候會用到OpenJTAG，那么先來看看OPENJTAG是什么？

1-OPENJTAG是什么?

OpenJTag是一個開源項目（包含軟件和硬件）。

硬件是一個USB接口轉JTag接口的適配器。

借助開源軟件OpenOCD可以完成程序的燒寫，調試等任務OpenJTag的功能：

往Flash燒寫程序：支持NOR Flash 和 NAND Flash

支持Windows以及Linux

能夠用在支持GDB調試協議的工具上：如IAR， Eclipse

USB轉串口功能

所以本質上還是開源軟件OpenOCD

2-J-Link、J-Trace、Open JTAG區別

J-Link、J-Trace、Open JTAG都是用來調試程序的(當然還有其他工具可以進行調試，比如ICE)，J-Link和J-Trace是SEGGER公司的(http://www.segger.com)。Open JTAG(http://www.openjtag.org/)是 一個開源項目，其目標是使嵌入式開發者能夠通過JTAG接口，用開放的硬件和軟件系統進行燒寫、校驗和調試[1]。他們都基于JTAG調試接口協議。

本質上都是基于JTAG接口協議的。

3-OpenOCD是什么

OpenOCD（Open On-Chip Debugger）開源片上調試器，是一款開源軟件，最初是由Dominic Rath同學還在大學期間發起的（2005年）項目。OpenOCD旨在提供針對嵌入式設備的調試、系統編程和邊界掃描功能。

OpenOCD的功能是在仿真器的輔助下完成的，仿真器是能夠提供調試目標的電信號的小型硬件單元。仿真器是必須的，因為調試主機（運行OpenOCD的主機）通常不具備這種電信號的直接解析功能。

仿真器支持一個或多個傳輸協議，每個協議涉及不同的電信號，且使用不同的協議棧進行消息傳遞。市面上有很多種仿真器，并且這些仿真器的命名沒有統一的規律。

仿真器有時候會被封裝成獨立的加密狗，這種稱為硬件接口加密狗。一些開發板上面直接集成了硬件接口加密狗，這樣可以使開發板通過USB直接連到主機上進行調試。

例如，JTAG仿真器支持JTAG協議的信號，可以用來進行TAPs和目標板子之間符合JTAG協議（IEEE 1149.1）的通訊。TAP（Test Access Port）是處理特殊指令和數據的單元。TAPs在芯片與板子之間和之內以菊花鏈的形式進行連接。JTAG支持調試和邊界掃描。

還有SWD仿真器，這種仿真器支持使用SWD（Serial Wire Debug）信號與一些比較新的ARM芯片進行通訊，而且還可以作為那些同時支持JTAG和SWD的芯片的仿真器。不過SWD僅支持調試，不支持邊檢掃描。

對于一些芯片，還有專門的編程下載器，這些下載器僅支持擦寫FLASH的功能，不支持調試和邊界掃描。對于此類專用下載器，OpenOCD暫時并不支持。

加密狗：OpenOCD目前支持多種類型的硬件加密狗：基于USB的，基于并行端口的，以及其他在內部運行OpenOCD的獨立盒子。

GDB調試：它允許ARM7（ARM7TDMI和ARM720t），ARM9（ARM920T，ARM922T，ARM926EJ-S，ARM966E-S），XScale（PXA25x，IXP42x），Cortex-M3（Stellaris LM3，ST STM32和Energy Micro EFM32）和基于Intel Quark（x10xx）的內核使用GDB協議進行調試。

Flash編程：擦寫FLASH支持外部CFI兼容NOR閃存（Intel和AMD / Spansion命令集）和幾個內部閃存（LPC1700，LPC1800，LPC2000，LPC4300，AT91SAM7，AT91SAM3U，STR7x，STR9x，LM3，STM32x和EFM32）。包括各種NAND閃存控制器（LPC3180，Orion，S3C24xx等）的初步支持。

小結一下：

OpenOCD (Open On-Chip Debugger)是一個開源的片上調試器，旨在提供針對嵌入式設備的調試、系統編程和邊界掃描功能。

OpenOCD的功能需要調試仿真器來輔助完成，調試仿真器是一個提供調試目標電信號的小型硬件單元。常用的有Jink、STLink等，一些開發板直接集成了調試仿真器，如小熊派開發板就集成了STLink。

通過下面的OpenOCD架構圖我們能更好的認識OpenOCD。

可以看出OpenOCD提供了GDBServer，可以通過它進行GDB相關的調試操作。

提供TeInet Server，可以通過Telnet連接對目標板進行燒錄、重啟等操作。

OpenOCD的配置基于TCL腳本，可以使用默認自帶的TCL腳本，也可以編寫自定義的腳本。

4-OpenJTAG怎么用？

上面我們提到OpenOCD需要調試仿真器配合使用，一般我們還會使用gdb client與其配合進行遠程調試。

在這里插入圖片描述

5-JTAG與SWD的區別

JTAG (Joint Test Action Group，聯合測試行動小組)是一種國際標準測試協議(IEEE1149.1兼容)，主要用于芯片內部測試。現在多數的高級器件都支持JTAG協議，如ARM、DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線:TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。相關JTAG引腳的定義為:

TMS:測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處于某種特定的測試模式;

TCK:測試時鐘輸入;

TDl:測試數據輸入，數據通過TDI引|腳輸入JTAG接口;

TDO:測試數據輸出，數據通過TDO引腳從JTAG接口輸出;

串行調試(Serial Wire Debug)，一種和JTAG不同的調試模式，與JTAG的20個引腳相比,SWD只需要4個(或者5個）引腳，結構簡單，但是使用范圍沒有JTAG廣泛，主流調試器上也是后來才加的SWD調試模式。

SWD和傳統的調試方式區別:SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大數據量的情況下面JTAG下載程序會失敗，但是SWD發生的幾率會小很多。基本使用JTAG仿真模式的情況下是可以直接使用SWD模式的，只要你的仿真器支持，所以推薦大家使用這個模式。在GPIO剛好缺一個的時候，可以使用SWD仿真，這種模式支持更少的引腳。在板子的體積有限的時候推薦使用SWD模式，它需要的引腳少。

審核編輯：劉清