OpenOCD是什么？J-Link、J-Trace、Open JTAG的区别

前言

最近在调试一些单板，对于这个调试工具我真的是又爱又恨，熟悉了那就是金箍棒，不熟悉那就是拦路虎。

有的东西用了很久还不知道这个玩意是干嘛的，于是这里来整理一篇来学习一下。

调试的工具针对不同的领域当然有很多的，这里涉及到的工具是OpenOCD，这个玩意我们一起来学习一下相应的使用方式。

一、OpenOCD是什么？

我们在使用的时候会用到OpenJTAG，那么先来看看OPENJTAG是什么？

1-OPENJTAG是什么?

OpenJTag是一个开源项目（包含软件和硬件）。

硬件是一个USB接口转JTag接口的适配器。

借助开源软件OpenOCD可以完成程序的烧写，调试等任务OpenJTag的功能：

往Flash烧写程序：支持NOR Flash 和 NAND Flash

支持Windows以及Linux

能够用在支持GDB调试协议的工具上：如IAR， Eclipse

USB转串口功能

所以本质上还是开源软件OpenOCD

2-J-Link、J-Trace、Open JTAG区别

J-Link、J-Trace、Open JTAG都是用来调试程序的(当然还有其他工具可以进行调试，比如ICE)，J-Link和J-Trace是SEGGER公司的(http://www.segger.com)。Open JTAG(http://www.openjtag.org/)是 一个开源项目，其目标是使嵌入式开发者能够通过JTAG接口，用开放的硬件和软件系统进行烧写、校验和调试[1]。他们都基于JTAG调试接口协议。

本质上都是基于JTAG接口协议的。

3-OpenOCD是什么

OpenOCD（Open On-Chip Debugger）开源片上调试器，是一款开源软件，最初是由Dominic Rath同学还在大学期间发起的（2005年）项目。OpenOCD旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能。

OpenOCD的功能是在仿真器的辅助下完成的，仿真器是能够提供调试目标的电信号的小型硬件单元。仿真器是必须的，因为调试主机（运行OpenOCD的主机）通常不具备这种电信号的直接解析功能。

仿真器支持一个或多个传输协议，每个协议涉及不同的电信号，且使用不同的协议栈进行消息传递。市面上有很多种仿真器，并且这些仿真器的命名没有统一的规律。

仿真器有时候会被封装成独立的加密狗，这种称为硬件接口加密狗。一些开发板上面直接集成了硬件接口加密狗，这样可以使开发板通过USB直接连到主机上进行调试。

例如，JTAG仿真器支持JTAG协议的信号，可以用来进行TAPs和目标板子之间符合JTAG协议（IEEE 1149.1）的通讯。TAP（Test Access Port）是处理特殊指令和数据的单元。TAPs在芯片与板子之间和之内以菊花链的形式进行连接。JTAG支持调试和边界扫描。

还有SWD仿真器，这种仿真器支持使用SWD（Serial Wire Debug）信号与一些比较新的ARM芯片进行通讯，而且还可以作为那些同时支持JTAG和SWD的芯片的仿真器。不过SWD仅支持调试，不支持边检扫描。

对于一些芯片，还有专门的编程下载器，这些下载器仅支持擦写FLASH的功能，不支持调试和边界扫描。对于此类专用下载器，OpenOCD暂时并不支持。

加密狗：OpenOCD目前支持多种类型的硬件加密狗：基于USB的，基于并行端口的，以及其他在内部运行OpenOCD的独立盒子。

GDB调试：它允许ARM7（ARM7TDMI和ARM720t），ARM9（ARM920T，ARM922T，ARM926EJ-S，ARM966E-S），XScale（PXA25x，IXP42x），Cortex-M3（Stellaris LM3，ST STM32和Energy Micro EFM32）和基于Intel Quark（x10xx）的内核使用GDB协议进行调试。

Flash编程：擦写FLASH支持外部CFI兼容NOR闪存（Intel和AMD / Spansion命令集）和几个内部闪存（LPC1700，LPC1800，LPC2000，LPC4300，AT91SAM7，AT91SAM3U，STR7x，STR9x，LM3，STM32x和EFM32）。包括各种NAND闪存控制器（LPC3180，Orion，S3C24xx等）的初步支持。

小结一下：

OpenOCD (Open On-Chip Debugger)是一个开源的片上调试器，旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能。

OpenOCD的功能需要调试仿真器来辅助完成，调试仿真器是一个提供调试目标电信号的小型硬件单元。常用的有Jink、STLink等，一些开发板直接集成了调试仿真器，如小熊派开发板就集成了STLink。

通过下面的OpenOCD架构图我们能更好的认识OpenOCD。

可以看出OpenOCD提供了GDBServer，可以通过它进行GDB相关的调试操作。

提供TeInet Server，可以通过Telnet连接对目标板进行烧录、重启等操作。

OpenOCD的配置基于TCL脚本，可以使用默认自带的TCL脚本，也可以编写自定义的脚本。

4-OpenJTAG怎么用？

上面我们提到OpenOCD需要调试仿真器配合使用，一般我们还会使用gdb client与其配合进行远程调试。

在这里插入图片描述

5-JTAG与SWD的区别

JTAG (Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE1149.1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;

TDl: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;

串行调试(Serial Wire Debug)，一种和JTAG不同的调试模式，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。

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。在板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式，它需要的引脚少。

审核编辑：刘清