作為嵌入式工程師，下載調(diào)試器都應(yīng)該知道，但你真正了解其 SWD 和 JTAG 接口的含義和區(qū)別嗎？

1、什么是下載調(diào)試器

簡單來說，下載調(diào)試器是將 PC（例如通過 USB 協(xié)議）發(fā)送的命令轉(zhuǎn)換為 MCU（負(fù)責(zé) MCU 內(nèi)部外圍設(shè)備）理解的語言（例如 SWD 或 JTAG 協(xié)議）的設(shè)備，加載代碼并精確控制執(zhí)行。

2、調(diào)試器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1. 什么是標(biāo)準(zhǔn)？

簡單來說，標(biāo)準(zhǔn)是一組規(guī)則和協(xié)議，特定行業(yè)中的每個參與者都同意遵循并執(zhí)行。

2. 調(diào)試器協(xié)議混亂現(xiàn)象

在 SWD 和 JTAG 之類的協(xié)議出現(xiàn)之前，調(diào)試器及其協(xié)議一片混亂，每個 MCU 制造商都提出了自己的專有方法，將代碼加載到他們的 MCU 上。制造商每次發(fā)布 MCU 時，嵌入式軟件工程師都需要了解其專有協(xié)議，以將代碼加載到微控制器中。

而且，調(diào)試適配器很昂貴，因為制造商實際上并沒有競爭者可以使調(diào)試適配器與他們的協(xié)議相匹配，因為協(xié)議是專有的。它們昂貴的另一個原因是由于體積不足，因為它們只能將調(diào)試適配器出售給使用它們制造的 MCU 的公司（工程師）。

不同協(xié)議還會導(dǎo)致開發(fā)成本增加，比如：你在設(shè)計的板上有來自 4 個不同制造商的 4 種芯片，并且希望對其進(jìn)行一些自動化測試以提高生產(chǎn)過程的效率。但是，由于所有電路板都有自己的協(xié)議，因此您需要制作一個能適應(yīng)復(fù)雜性的超級復(fù)雜的生產(chǎn)代碼，并且需要在電路板上的測試點安裝 4 個不同的調(diào)試器，從而增加了成本，生產(chǎn)時間和編程時間。

3. 制定協(xié)議各種下載調(diào)試不同會導(dǎo)致幾個問題：

投入更多的學(xué)習(xí)時間

增加購買下載調(diào)試的成本

生成測試效率低下

為了解決這一問題，各大 MCU 制造和生產(chǎn)商的工程師們就針對調(diào)試制定了一些規(guī)范協(xié)議。

3、JTAG 標(biāo)準(zhǔn)

JTAG：Joint Test Action Group，即聯(lián)合測試行動小組。

該小組于 1980 年后期開始討論，并于 1990 年正式發(fā)布了解釋 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的文檔。（IEEE 代表電氣與電子工程師協(xié)會，是一個國際組織，其中發(fā)布了所有標(biāo)準(zhǔn)，如 WiFi，藍(lán)牙等）。他們提出的協(xié)議在 1990 年被記錄在 IEEE 1149.1 中。后來對該文檔進(jìn)行了修訂和完善，在撰寫本文時，最新標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 1149.7。

JTAG 基本上帶有 5 個引腳：TDI：Test Data In。串行輸入引腳 TDO：Test Data Out，串行輸出引腳 TCK：Test Clock，時鐘引腳 TMS：Test Mode Select，模式選擇（控制信號）引腳 TRST：Test Reset，復(fù)位引腳

4、SWD 標(biāo)準(zhǔn)

SWD：Serial Wire Debug，代表串行線調(diào)試，是 ARM 設(shè)計的協(xié)議，用于對其微控制器進(jìn)行編程和調(diào)試。

由于 SWD 專門從事編程和調(diào)試，因此它具有許多特殊功能，通常在其他任何地方都無法使用，例如通過 IO 線將調(diào)試信息發(fā)送到計算機(jī)。另外，由于它是 ARM 專門為在其設(shè)備中使用而制造的，因此 SWD 的性能通常是同類產(chǎn)品中最好的！

SWD 引腳 SWDIO：Serial Wire Data Input Output，串行數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 SWCLK：Serial Wire Clock，串行線時鐘引腳

5、SWD / JTAG 的各種區(qū)別

市面上有很多兼容 SWD 和 JTAG 協(xié)議的 MCU 和調(diào)試適配器，他們通常通過具有一組下載調(diào)試引腳，來實現(xiàn)下載和調(diào)試功能，這些引腳內(nèi)部復(fù)用到 SWD 外設(shè)和 JTAG 外設(shè)。

1. 共享引腳

SWD 的引腳在一定條件下可以和 JTAG 引腳復(fù)用，目前針對 JTAG 和 SWD 的連接器比較多，比如 20pin 的接插件：

當(dāng)然，也有 10pin 的：

2.SWD / JTAG 各自優(yōu)勢 SWD 協(xié)議的優(yōu)勢：

使用引腳更少，只需 SWDIO 和 SWCLK 兩個引腳

SWD 具有特殊功能，例如通過其 I / O 線打印調(diào)試信息

與 JTAG 相比，SWD 在速度方面具有更好的整體性能

JTAG 協(xié)議的優(yōu)勢：

JTAG 不僅限于 ARM 芯片，在 ARM 之外的芯片也受支持，比如大家熟悉的 MSP430

JTAG 具有更多多種用途，用于編程，調(diào)試和生產(chǎn)測試

JTAG 是一個獨立的團(tuán)體，他們會隨著協(xié)議的發(fā)展而發(fā)展

3. 什么時候選擇 SWD 而不是 JTAG

如果您的原理圖 / 電路板設(shè)計足夠簡單，可以在沒有 JTAG 功能的情況下進(jìn)行測試

調(diào)試性能比生產(chǎn)測試更重要，你的設(shè)備專注于服務(wù)研究而不是批量生產(chǎn)！

MCU 在尺寸方面有限制，SWD 可以節(jié)省空間

你的硬件設(shè)計太復(fù)雜，MCU 沒有多余的 2 個引腳

審核編輯黃昊宇