1.什么是下載調(diào)試器

簡(jiǎn)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。

調(diào)試器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(shí)，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?yàn)橹圃焐虒?shí)際上并沒有競(jìng)爭(zhēng)者可以使調(diào)試適配器與他們的協(xié)議相匹配，因?yàn)閰f(xié)議是專有的。它們昂貴的另一個(gè)原因是，由于體積不足，因?yàn)樗鼈冎荒軐⒄{(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(huì)導(dǎo)致開發(fā)成本增加，比如：你在設(shè)計(jì)的板上有來自4個(gè)不同制造商的4種芯片，并且希望對(duì)其進(jìn)行一些自動(dòng)化測(cè)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(gè)能適應(yīng)復(fù)雜性的超級(jí)復(fù)雜的生產(chǎn)代碼，并且需要在電路板上的測(cè)試點(diǎn)安裝4個(gè)不同的調(diào)試器，從而增加了成本，生產(chǎn)時(shí)間和編程時(shí)間。

3、制定協(xié)議

各種下載調(diào)試不同會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)問題：

? 投入更多的學(xué)習(xí)時(shí)間

? 增加購買下載調(diào)試的成本

? 生成測(cè)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(duì)調(diào)試制定了一些規(guī)范協(xié)議。

JTAG標(biāo)準(zhǔn)

JTAG

：

Joint Test Action Group，即聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)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(huì)，是一個(gè)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(duì)該文檔進(jìn)行了修訂和完善，在撰寫本文時(shí)，最新標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 1149.7。

JTAG基本上帶有5個(gè)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(shí)鐘引腳

? TMS（Test Mode Select）：模式選擇（控制信號(hào)）引腳

? TRST（Test Reset）：復(fù)位引腳

SWD標(biāo)準(zhǔn)

SWD：

Serial Wire Debug，代表串行線調(diào)試

，是ARM設(shè)計(jì)的協(xié)議，用于對(duì)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(jì)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(shí)鐘引腳

SWD與JTAG的區(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(shí)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(duì)

SWD和JTAG

的連接器比較多，比如20pin的接插件：

2、SWD與JTAG各自優(yōu)勢(shì)

SWD協(xié)議的優(yōu)勢(shì)：

? 使用引腳更少，只需SWDIO和SWCLK兩個(gè)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(shì)：

? 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(cè)試；

? JTAG是一個(gè)獨(dú)立的團(tuán)體，他們會(huì)隨著協(xié)議的發(fā)展而發(fā)展。

什么時(shí)候選擇SWD而不是JTAG：

? 如果您的原理圖/電路板設(shè)計(jì)足夠簡(jiǎn)單，可以在沒有JTAG功能的情況下進(jìn)行測(cè)試；

? 調(diào)試性能比生產(chǎn)測(cè)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(jì)太復(fù)雜，MCU沒有多余的2個(gè)引腳。

審核編輯：湯梓紅