21、深入了解JTAG与CoreSight调试技术

深入了解JTAG与CoreSight调试技术

1. JTAG调试技术概述

JTAG（Joint Test Action Group）允许启动和停止CPU运行，还能对内存位置进行读写操作，并向CPU插入指令。调试器设计人员可利用这些功能暂停CPU、保存处理器状态、执行一系列调试命令，之后恢复CPU状态并重启应用程序的执行。对于用户而言，这一过程是透明的，但这意味着PC调试器程序能够控制CPU（复位、运行、暂停和设置断点）以及进行内存访问（对用户内存和外设进行读写）。

JTAG的主要优势在于，它以较低的成本提供了一组核心的调试功能，其可靠性与仿真器相当。然而，JTAG也存在一些缺点。它需要在开发板上添加硬件插座，并且JTAG接口会占用一些微控制器引脚。通常，JTAG接口需要5个GPIO引脚，这些引脚可能还会与其他外设复用。更重要的是，在向PC调试器提供任何调试信息之前，JTAG接口需要暂停CPU。当处理如通信协议或电机控制等实时系统时，这种运行/停止式的调试方式会受到很大限制。

2. CoreSight硬件介绍

ARM为基于Cortex M/R和A的处理器引入了一种名为CoreSight的新型调试架构，以取代在基于ARM7/9的微控制器上使用的JTAG接口。当首次查看基于Cortex - M的微控制器的数据手册时，很容易忽略其可用的调试功能，或者误以为它采用的是JTAG接口。但实际上，CoreSight架构提供了一套非常强大的调试功能，远远超出了JTAG所能提供的范围。

从实际应用角度来看，基本的CoreSight调试连接仅需两个引脚：串行IO和串行时钟。一个可选的第三调试引脚——串行线输出（SWO），可从内部数据跟踪单元提供实时流数据。