HPM6000系列微控制器 CMSIS DAP调试器使用指南

在上海先楫提供的HPM系列MCU评估套件上，多数集成了基于FTDI的FT2232芯片的板载调试器，方便了开发人员直接调试并评估HPM6000系列产品。

 

当用户开始基于HPM6000系列产品进行原理图和PCB设计时，出于成本和简化设计考虑我们推荐在电路上保留JTAG接口并连接相关信号到HPM6000系列MCU的JTAG引脚。

 

本文介绍了CMSIS DAP调试器，并介绍了利用其进行HPM6000系列微控制器调试的相关配置方法。

 

CMSIS DAP配置指南

 

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1 CMSIS DAP简介

CMSIS DAP是一款开源的调试器固件，它定义了一系列标准的协议，用以访问芯片的调试接口（Debug Access Port）。CMSIS DAP调试器通常以接口芯片的方式呈现，以USB电缆运行调试器的主机，以JTAG或者SWD接口连接芯片的开发板。

 

主机与开发板直接通过交换一系列通讯实现调试，通常主机发送命令（command）而开发板回复响应（response）。借助CMSIS DAP调试器支持的JTAG命令，开发人员可以利用标准的CMSIS DAP调试器，调试HPM6000系列RISC-V高性能微控制器。

 

HPM6000系列微控制器符合The RISC-V Debug Specification, Version 0.13 规范，支持 4 线 JTAG 接口，符合 IEEE Std 1149.1。Debug 调试系统包括 JTAG 接口转换模块（DTM）和调试模块（DM） 2 部分。DTM 通过标准 JTAG 接口对接外部调试器，可以把 JTAG 上收到的调试指令转换成对 DM 模块的读写访问。调试模块 DM 集成了调试功能，可以暂停或者恢复 CPU 的运行，产生复位，以及访问片上资源。

 

因此，用户可以利用CMSIS DAP调试HPM6000系列微控制器，需要利用CMSIS DAP的JTAG接口。目前暂不支持使用SWD接口进行调试。

 

由于CMSIS DAP调试器固件开源，无需特别安装驱动，易于使用，易用获得，支持芯片的种类繁多，因此受到广大开发人员的欢迎。有兴趣的读者可以在国内各大知名网商平台搜索“CMSIS DAP”，获取相关购买信息。

 

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2 CMSIS DAP调试接口电路

使用CMSIS DAP调试器，需要将其JTAG信号与HPM6000系列微控制器的JTAG引脚相连，下面以HPM6750EVK的调试电路为例，需要连接如下信号：

 

· TDO与PY0/JTAG_TDO

· TDI与PY1/JTAG_TDI

· TCK与PY2/JTAG_TCK

· TMS与PY3/JTAG_TMS

· JRST与PY4/JTAG_TRST（可选）

· SRST与PZ1/RESETN（可选）

· CMSIS DAP GND和开发板GND

 

 JTAG引脚连接

 

在HPM6750EVK上，试用CMSIS DAP进行调试的话，需要把0欧电阻R39，R40，R41，R43，R44，R45断开，并安装0欧电阻R46，R47，R49，R51，R52，R53，或把它们短接。

 

 JTAG接口示意图

 

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3 CMSIS DAP工程配置

本节以Segger Embedded Studio集成开发环境为例，介绍了利用CMSIS DAP调试器进行HPM6000系列MCU开发调试必要配置步骤。

 

以基于sdk env的generate_project命令生成的hello world例程为例，打开生成的Segger Embedded Studio项目，点击菜单project，并选择Options：

 

 选择Project->Options 

 

寻找Debug下的GDB Server，并点击GDB Server Command Line右侧的省略号标记，编辑GDB Server Command Line。

 

 选择GDB Server Command Line

 

寻找命令行中，定义的缺省ft2232调试器的部分。

 

 命令行中ft2232.cfg部分

 

将其修改为cmsis_dap.cfg。

 

 命令行替换为cmsis_dap.cfg

 

配置完成即可开始调试。

 

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4 异常诊断

当用户使用CMSIS DAP调试遇到故障时，用户也可以利用sdk env自带的命令行工具，测试调试器的连接和开发板JTAG接口的连接。

 

以Windows10操作系统为例，用户可以点击sdk env目录下的start_cmd.cmd，启动命令行工具：

 

sdk_env的命令行工具

 

使用cd命令进入调试器的目录hpm_sdk\boards\openocd

 进入hpm_sdk的openocd文件夹

 

以HPM6750微控制器为例，执行以下脚本：

openocd.exe -f probes\cmsis_dap.cfg -f soc\hpm6750-dual-core.cfg

注意，HPM6000系列其他型号产品，需要替换-f soc\hpm6750-dual-core.cfg为其他型号对应的脚本文件。

 

此时，正确的连接信息应如下：

 

 OPENOCD通过CMSIS DAP成功连接调试目标

 

当连接的CMSIS DAP调试器异常或者系统未检测到调试器时，可能出现以下连接信息

 

 OPENOCD未连接到CMSIS DAP调试器

 

当CMSIS DAP调试器与目标板连接异常，如调试相关信号连接错误，或者目标板本身各类异常，如芯片工作异常，板子供电异常等情况时，可能出现以下信息。

 OPENOCD未连接到CMSIS DAP调试器

 

此时建议用户着重检查HPM6000微控制器芯片的工作情况，以及调试电路的连接情况。

 

由于CMSIS DAP是开源的调试器固件，CMSIS DAP调试器可以基于众多芯片方案实现，各个方案的性能可能有所差异，有下载或者调试响应缓慢现象。推荐用户选择支持高速USB的CMSIS DAP调试器。