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本教程由作者strongerHuang于2019年06月原创发布。
标签:printf、 SWO、 SWV、 ITM
版权所有:禁止商用
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1写在前面

SWD:Serial Wire Debug,串行线调试
SWO:Serial Wire Output,串行线输出
SWV:Serial Wire Viewer,串行线查看器
ITM:Instrumentation Trace Macrocell,指令跟踪微单元。

SWO串行线输出是单引脚、异步串行通信,可在Cortex-M3/M4/M7上使用,并由主调试器探测支持。

它是利用Cortex内核中ITM模块来实现此功能。

连接引脚:

SWO输出,需要一根SWO(引脚)线,同时需要借助SWV(查看器)查看数据,我打算整理4种查看方法:
·基于Keil的『Debug(printf)Viewer』
·基于IAR的『Terminal IO』
·基于ST-LINK Utility的『Serial Wire Viewer』
·基于J-Link的『SWO Viewer』

本文主要是第一种基于Keil的『Debug (printf) Viewer』,会结合STM32,ST-link和J-link工具讲述相关配置。

2关于ITM

ITM:Instrumentation Trace Macrocell,指令跟踪宏单元

ITM 的一个主要用途,就是支持调试消息的输出(如printf 格式的输出)。

ITM 包含 32 个刺激(Stimulus)端口,允许不同的软件把数据输出到不同的端口,从而让调试主机可以把它们的消息分离开。

与基于 UART 的文字输出不同,使用 ITM 输出不会对应用程序造成很大的延迟,在 ITM 内部有一个 FIFO,它使写入的输出消息得到缓冲。

2.1 Cortex跟踪组件
为了让更多人理解ITM模块,怎样输出调试信息,这里再深入说明一下。

TPIU:Trace Port Interface Unit,跟踪端口接口单元

ITM模块属于Cortex-M内核调试组件中的一部分内容,ITM输出的消息被送往 TPIU(跟踪端口接口单元)。

这里的TPIU,对应SWO串行线输出。

提示:
1.这里TPIU要和上面说的【ITM 包含 32 个刺激(Stimulus)端口】区分开来。

2.ITM的32个刺激(Stimulus)端口并不是要对应32个SWO引脚。

32个刺激端口调试信息可通过一个SWO引脚输出,下面详细讲述。

3SWO引脚配置

SWO引脚可以理解为UART的Tx引脚,如果不连接此引脚,则(SWV)终端不会接收打印信息。

对于STM32而言,只要是Cortex-M3/M4/M7内核的MCU都有SWO引脚

而Cortex-M0则没有此项功能,包含STM32F0、STM32L0和STM32G0等。

在STM32CubeMX工具中,Debug选项进行如下配置即可。

4Keil SWO输出配置

要想在Keil MDK-ARM的Debug (printf) Viewer中输出信息,需要如下几项配置。

4.1 Keil选项配置
主要就是使能跟踪Trace,配置CPU时钟,以及ITM端口。

基于ST-Link

基于J-Link

提示:ITM端口默认使用port0,也可修改软件,实现0~31任意端口,下面讲述。

4.2 ITM发送源码
和前面UART实现printf打印输出区别就是:将重定义代码中UART发送字符,改为ITM发送字符。
int fputc(int ch, FILE *f){  ITM_SendChar(ch);  return ch;}

ITM_SendChar说明
这个函数位于core_cm3.h(或cm4 cm7)中,直接调用即可。

修改ITM端口
比如:修改成使用ITM端口1,修改该函数对应值即可:

提示:若软件修改了ITM端口,需要使能对应ITM刺激(Stimulus)端口才能正常打印输出。

4.3 输出效果

5下载

方便大家理解,提供源码工程下载,参考代码
STM32F103(HAL)_SWO
STM32F411(HAL)_SWO

百度网盘:
https://pan.baidu.com/s/1aYBuHtOgtLqLvj6SsMYlQA

提取码:nbd3

提示:
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2.源码仅供个人学习参考,不一定适用于实际项目。
3.若链接失效,请关注公众号,回复『printf系列教程』获取最新链接。

6
说明

1.该文档仅供个人学习使用,版权所有,禁止商用。

2.本文由我一个人编辑并整理,难免存在一些错误。

3.本文收录于公众号『嵌入式专栏』,关注微信公众号回复【printf系列教程】即可查看全系列教程。   

7最后

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