Тонкости отладки, JTAG, printf, светодиоды, ножки + осциллограф Опции

[haker_fox]

Добрый день, коллеги!

Собственно говоря, вопрос в теме. Просьба поделиться, кто как отлаживает свои проекты, выполненные на микроконтроллерах. Ядро не принципиально, но лучше Cortex-M0/3/4(F).

Почему возник вопрос? Раньше я не пользовался для отладки JTAGом. В не меньшей степени этому способствовали отзывы об этом инструменте уважаемого zltigo. Кто на форуме давно, тот поймёт. Поэтому я поднимал консольку. И работал с ней. Где было необходимо посмотреть вывод программы, добавлял свои версии printf. Либо махал лапками, с подключенным оциллографом. Потом, попробовав вкусности, предоставляемые JTAG, пользовался только им. При этом вывод в консоль стал если не вторым по приоритету, то точно на равне с отладчиком. Но вот проблема. Пользователю нужно отправлять программу с выставленными уровнями оптимизации (обычно balanced для IAR). Отладживать же программу с этим уровнем не всегда удобно, т.к. исчезают переменные, ветвления и даже функции. Т.е. возниакает предположение, что JTAG годится только для черновой и грубой отладки. Дальше поднимаем уровень оптимизации, и пользуемся printf'ом и подобными инструментами. Но как принтфом получить информацию, что, скажем содержится в регистрах ssp или dma модуля, как остановить программу в нужном месте и посмотреть переменные? Как отследить call stack? Уважаемый zltigo часто говорил, что ему хватает только консольки, и за отладчик он берётся только в особо сложных случаях.
В общем я снова стал приходить к выводу, что отлаживаться через аппаратный отладчик - бесполезная затея. Нужно сразу выставлять уровень оптимизации на максимум, и использовать иные способы. В связи с этим у меня возникла определённая каша в голове, и захотелось услышать мнение коллег по этому вопросу? Возможно ли использовать что-то вместо JTAG при отладке, почти не уступающее ему по возможностям? Или может быть я вообще не тем путём иду?
Спасибо!

[uriy]

RTT хорош когда у чипа нет вывода SWO.

Не соглашусь. Насколько я знаю через SWO невозможно выводить по прерываниям. SWO работает только через поллинг. Это значит ваш код с выключенными отладочными сообщения будет работать совсем по другому. Если я не прав покажите как выводить через SWO по прерываниям.
RTT же работает по прерываниям. Причем можно настроить разное поведение по переполнению буфера. Можно ждать когда в нем появится место а можно откинуть данные. Вот тут отличная статья о нем https://habr.com/post/259205/

А так следует учесть, что консоль работающая по RTT сразу схлопывается если выключить режим отладки, скажем перейти в редактирование.

В смысле RTT viewer приходится перезапускать? Да это напрягает. Иногда он работает после рестарта кода иногда нет.

Как я понимаю, RTT абсолютно даром выкачивается с сеггера.

Не знаю. Я ставлю скачанный софт для jlink с закромов там вроде сразу все ставится. Отдельно RTT вроде не ставил.

Tracealyzer https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=127646

Для вывода данных через RTT использую вот такие макросы

Код

#define DEBUG_MSG    // default color
#define INFO_MSG    // green color
#define WARNING_MSG    // yellow
#define ERROR_MSG    // red


#ifdef DEBUG_MSG
#define DEBUG(fmt, args...) \
        SEGGER_RTT_printf(0,"%s%s %-20s:%-4d: " fmt "%s\r\n", RTT_CTRL_TEXT_WHITE, GetUpTimeASCII(), __func__, __LINE__, ## args, RTT_CTRL_RESET)
#else
    #define DEBUG(fmt, args...)
#endif

#ifdef INFO_MSG
#define INFO(fmt, args...) \
        SEGGER_RTT_printf(0,"%s%s %-20s:%-4d: " fmt "%s\r\n", RTT_CTRL_TEXT_BRIGHT_GREEN, GetUpTimeASCII(), __func__, __LINE__, ## args, RTT_CTRL_RESET)
#else
    #define INFO(fmt, args...)
#endif

#ifdef WARNING_MSG
#define WARNING(fmt, args...) \
        SEGGER_RTT_printf(0,"%s%s %-20s:%-4d: " fmt "%s\r\n", RTT_CTRL_TEXT_BRIGHT_YELLOW, GetUpTimeASCII(), __func__, __LINE__, ## args, RTT_CTRL_RESET)
#else
    #define WARNING(fmt, args...)
#endif

#ifdef ERROR_MSG
#define ERROR(fmt, args...) \
        SEGGER_RTT_printf(0,"%s%s %-20s:%-4d: " fmt "%s\r\n", RTT_CTRL_TEXT_BRIGHT_RED, GetUpTimeASCII(), __func__, __LINE__, ## args, RTT_CTRL_RESET)
#else
    #define ERROR(fmt, args...)
#endif

для putty через uart туда добавляю еще эскейп последовательности для цвета. Если надо оставить например только сообщения об ошибках закрываю дефайны в самом верху.

[AlexandrY]

Не соглашусь. Насколько я знаю через SWO невозможно ....
Вот тут отличная статья о нем

Эт моя статья.
Здесь я SWO упомянул в связи с использованием такой фичи Cortex-ов как Trace Port Interface Unit
Вот действительно очень нужная, просто критически необходимая вещь.

Почему здесь о ней ни разу ничего не видел даже странно.
Этот интерфейс связывает отладчик с Instrumentation Trace Macrocell (ITM)
Например в IAR есть хидер arm_itm.h с объявлениями типа ITM_EVENT8(channel, value)
Это как раз симулирует вывод на виртуальный пин сигнала чтобы посмотреть временную характеристику.
Только смотрят не осциллографом, а прямо в окне отладчика в виде графика.
Таких сигналов можно сотнями создавать, программе они обходятся в пару тактов.
И измерять их время с точностью до наносекунд. Можно среднее смотреть, можно худшее-лучшее время.
Именно с помощью ITM можно надежно посмотреть как оптимизация влияет на скорость разных функций и прерываний.
Кстати, временные характеристики (когда случились, сколько длились, кого прервали) всех прерываний выводятся через ITM автоматически без вставки каких либо команд.