什么是JTAG和SWD接口协议,和各类仿真器

JTAG和SWD是两种常见的芯片调试协议,JTAG主要用于芯片内部测试,通常有4条线:TMS,TCK,TDI,TDO。SWD则更为简洁,只需4或5个引脚,但在高速模式下更可靠。J-Link是SEGGER公司的JTAG仿真器,而ULINK是ARM/KEIL的,专用于KEIL平台,ST-LINK则针对STM8和STM32芯片设计。此外,还有DAPLINK和CMSIS-DAP等其他选项。

一、俩个协议

JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如ARM、DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线:TMS、 TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。 相关JTAG引脚的定义为:

TMS:测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;
TCK:测试时钟输入;
TDI:测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;
TDO:测试数据输出,数据通过TDO引 脚从JTAG接口输出;


JTAG协议在定义时,由于当时的计算机(PC机)普遍带有并口,而现在一般都是USB。

SWD接口

串行调试(Serial Wire Debug),应该可以算是一种和JTAG不同的调试模式,使用的调试协议也应该不一样,所以最直接的体现在调试接口上,与JTAG的20个引脚相比,SWD只需要4个(或者5个)引脚,结构简单,但是使用范围没有JTAG广泛,主流调试器上也是后来才加的SWD调试模式。其中SWCLK为串行时钟线,提供所需要的时钟信号,SWDIO为串行数据线,用于数据的读出与写入。

SWD和传统的调试方式区别:

SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败,但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的,只要你的仿真器支持,所以推荐大家使用这个模式。
在大家GPIO刚好缺一个的时候,可以使用SWD仿真,这种模式支持更少的引脚。
在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式,它需要的引脚少

 二、仿真器

J-Link是德国SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。简单地说,是给一个JTAG协议转换盒,即一个小型USB到JTAG的转换盒,其连接到计算机用的是USB接口,而到目标板内部用的还是jtag协议。它完成了一个从软件到硬件转换的工作。

JLINK是一个通用的开发工具,可以用于KEIL、IAR、ADS 等平台。速度,效率,功能都很好,据说是众多仿真器里最强悍的。

ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器,目前网上可找到的是其升级版本,ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil软件实现仿真功能,并且仅可以在Keil软件上使用,增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD和OCDS)、Flash编程。

但是要注意的是,ULINK是KEIL公司开发的仿真器,专用于KEIL平台下使用,ADS、IAR下不能使用。

ST-LINK是专门针对意法半导体STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG / SWD标准接口,其主要功能有:

编程功能:可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等;
仿真功能:支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法,可查看IO状态,变量数据等;
仿真性能:采用USB2.0接口进行仿真调试,单步调试,断点调试,反应速度快;
编程性能:采用USB2.0接口,进行SWIM / JTAG / SWD下载,下载速度快;

除此之外还有什么DAPLINK,CMSIS-DAP也都是

要将CMSIS-DAP/DAPLink仿真器连接到STM32单片机以实现JTAG/SWD调试串口通信,需要按照以下步骤进行接线配置: ### 接线方法 1. **SWD模式接线**: - SWDIO -> PA13 (SWDIO) - SWCLK -> PA14 (SWCLK) - GND -> GND - VCC (可选) -> 3.3V (如果DAPLink设备需要供电) 2. **JTAG模式接线**: - TMS -> PA13 (TMS) - TCK -> PA14 (TCK) - TDI -> PA15 (TDI) - TDO -> PB3 (TDO) - TRST -> PB4 (TRST, 可选) - GND -> GND - VCC (可选) -> 3.3V (如果DAPLink设备需要供电) ### 固件烧录与配置 - **固件烧录**:确保DAPLink设备已经烧录了正确的固件。可以从GitHub仓库获取最新的固件并进行烧录[^1]。 - **固件修改**:如果需要特定的功能,如无线调试或WiFi支持,可以根据需求修改源码并重新编译烧录。 ### 调试与通信 - **调试工具**:使用支持CMSIS-DAP的调试工具,如Keil MDK、IAR Embedded Workbench或OpenOCD等,配置好调试器后即可进行在线调试或离线下载[^2]。 - **串口通信**:DAPLink还提供了USB转TTL串口的功能,可以通过USB接口与PC进行串口通信。在DAPLink设备上找到对应的串口引脚并连接至STM32的USART接口即可[^1]。 ### 示例代码 假设使用的是STM32CubeIDE,可以参考以下代码片段来初始化SWD接口: ```c // 初始化SWD接口 void SWD_Init(void) { // 配置SWDIOSWCLK引脚为复用推挽输出 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; // 使能GPIOA时钟 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 配置SWDIO (PA13) GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 配置SWCLK (PA14) GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } ``` ### 相关问题 1. 如何在STM32CubeIDE中配置CMSIS-DAP调试器? 2. DAPLink设备如何实现无线调试功能? 3. 如何使用OpenOCD通过CMSIS-DAP进行STM32的调试? 4. 在线模式离线模式下的DAPLink有什么不同? 5. 如何通过USB接口实现DAPLink的串口通信功能?
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