为PX4建立J-Link GDB交叉调试环境

天际碧空

已于 2022-04-14 20:53:30 修改

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分类专栏：无人机文章标签：单片机嵌入式硬件

于 2022-02-16 16:19:17 首次发布

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版本说明

1. 自驾仪：Holybro的Pixhawk 4。

2. PX4版本：1.13

3. 宿主机：Thinkpad笔记本+Ubuntu 20.04.2 LTS

4. J-Link软件：V760

5. J-Link硬件：J-Link EDU mini。可在淘宝上购买，170元左右，买到的东西如下图：

一. 硬件接口部分

1.1 J-Link EDU mini接口和Pixhawk 4 Debug口的定义

参考px4官网：

SWD (JTAG) Hardware Debugging Interface | PX4 User Guide

1.1.1 J-Link EDU mini的10针接口定义

1.1.2 J-Link EDU mini与SWD连接示意

SWD是ARM定义的一种通过串口进行调试的接口，Serial Wire Debug (SWD)

1.1.3 Pixhawk 4对FMU Debug接口和IO Debug接口的定义

PIXHAWK 4有两个Debug Port，一个是FMU Debug Port，另一个是IO Debug Port。两个口都提供了Pixhawk 标准6-Pin SH Debug Port。（6针）调试PX4使用FMU Debug Port，这块板子的芯片型号是STM32F765II。

1.2 Pixhawk 4的FMU Debug Port与J-Link EDU mini口连接

1.2.1 连线顺序描述

参考官网：

SWD (JTAG) Hardware Debugging Interface | PX4 User Guide

对照上述1.1节的描述，J-Link EDU mini 10针口定义和PIXHAWK 4 FMU Debug口6针的连接如下：

FMU Debug Port	J-Link Mini
1 Vtref	1
2 TX	-
3 NC	-
4 SWDIO	2
5 SWDCLK	4
6 GND	3 或者 5

可见只需要连接4根线。

1.2.2 电缆描述

Pixhawk 4的Debug Port具有6针插座如下图：

需要采用6针电缆与之相连，Pixhawk 4线材包中有这根线，可以做两个，一个用于JLink调试，一个用于系统终端。另外也可以从得捷购买，网址：得捷电子

A06SR06SR30K152A JST Sales America Inc. | Cable Assemblies | DigiKey

一头接pixhawk，另一头需要接J-Link

J-Link端的10针插座如下：

接出的排线由J-Link厂家提供。需要将J-Link EDU mini接出的10 Pin排线按上述线序与Pixhawk 4提供的6针电缆焊接起来（只需要连接4根线），由于间距很小，所以焊接是个细活。焊接完的样子如图，焊点用绿色电工胶布包起来了。

二. 软件部分

2.1 安装SEGGER JLink软件

打开如下网页

SEGGER - The Embedded Experts - Downloads - J-Link / J-Trace

在Linux选项中选择下载64-bit DEB Installer软件包，软件包将下载到Downloads目录中，

下载的文件名如下为JLink_Linux_V760h_x86_64.deb，安装这个.deb软件包：

sudo dpkg -i ~/Downloads/JLink_Linux_V760h_x86_64.deb

执行此命令后，软件包中的内容将存放在/usr/bin目录中。这是一种全局安装，也就是说可以在任何地方都可以执行JLink提供的安装在/usr/bin中的二进制程序。

2.2 运行JLink GDB Server

确认JLink一端的usb口已经与宿主机的USB口连接，JLink另一端的SWD口已经与Pixhawk 4的FMU Debug Port连接好。

执行命令：JLinkGDBServerExe，将弹出图形界面：

在这个界面中需要填写，

Connection to J-Link：USB（Pixhawk是通过USB与宿主机连接的）

Target device：STM32F765II（这是你的Pixhawk板中FMU使用的CPU型号）

Target interface：SWD（Pixhawk与宿主机的连接方式是SWD）

speed：Auto Selection

然后点击OK按钮。

接受版权说明的要求，别忘了，这是一个非常便宜的用于教育用的调试工具。

这个界面就是GDB Server界面，可见：

GDB： Waiting for connection（说明GDB Server正在等待GDB客户端的连接）

J-Link：Connected（说明J-Link已经建立了宿主机与目标机之间的硬件连接）

2.3 运行GDB，调试PX4软件

打开一个新的窗口，进入到PX4-Autopilot目录，运行下面命令:

arm-none-eabi-gdb build/px4_fmu-v5_default/px4_fmu-v5_default.elf
在gdb提示符下，执行命令：
gdb>target remote localhost:2331

此时可在JLink GDB Server界面中看到GDB Server与GDB客户端已经建立了连接。在gdb客户端界面，gdb将PX4程序停在某个地方，等待执行gdb命令，你可以执行continue命令让PX4运行起来，用CTRL-C中断程序的运行，PX4的运行状态可在JLink GDB Server界面中观察。