本ドキュメントについて 的 STM32(Cortex-M) マイコンには 性能なデバッグモジュール (CoreSight) が搭載されています 従来の printf デバッグとは 較にならないほど 効率の いデバッグを実現するための JTAG ICE(In Circuit Emulator) と 基

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1 STM32 デバッグのための ICE コネクタガイド 2015/4/15 IAR Systems K.K.

2 本ドキュメントについて 的 STM32(Cortex-M) マイコンには 性能なデバッグモジュール (CoreSight) が搭載されています 従来の printf デバッグとは 較にならないほど 効率の いデバッグを実現するための JTAG ICE(In Circuit Emulator) と 基板設計の際に重要なコネクタの情報を紹介します 内容 Cortex-Mのデバッグピン概要 ICEによる機能差分 STM32 の 般的なコネクタ形状およびピン配置 I-jetとSTM32F4DISCOVERYの接続例 デバッグコネクタ設計時のコツ 本ドキュメントは 2015 年 4 現在の IAR システムズ Web サイト および IAR Embedded Workbench( 以下 EWARM) バージョン を基に作成しています 2

3 IAR SYSTEMS A LEADING GLOBAL VENDOR 168 Employees with HQ in Uppsala, Sweden Listed in Stockholm/Nasdaq R&D investment 32% of revenue 32 years in the industry 24 hour technical support in 13 languages Uppsala Munich Sao Paulo Tokyo Seoul Shanghai London Paris San Francisco Dallas Boston Los Angeles +Distributor representation in 43 countries Stability and growth Licenses # (000 s) Operating Margin % License # Operating Margin 0

4 Cortex-M のデバッグピン概要

5 Cortex-M の CoreSight テクノロジ Cortex-M のデバッグピンは デバッグ制御 とトレース がある 名称接続 ICE 基本機能特徴 デバッグ制御 JTAG SWD TMS TCK TDO TDI nreset TMS TCK TDO TDI nreset SWDIO SWDCLK SWO - nreset SWDIO SWDCLK SWO - nreset I-jet I-jet Trace ST-LINK I-jet I-jet Trace ST-LINK ディジーチェーン可能 ( 低速 )printf デバッグ 必要 PIN 数 : 最 (2 本 ) ( 低速 )printf デバッグ SWV トレースが可能 Cortex-M では SWD が主流 M0,M3/4,M7 M0,M3/4,M7 名称接続 ICE 式特徴 トレース機能 SWV ETM TMS TCK TDO TDI nreset CLK D0 D1 D2 D3 SWDIO SWDCLK SWO - nreset 1,2,4 本から選択 I-jet I-jet Trace ST-LINK I-jet Trace サンプリング 分岐トレース ( 実 ) パソコンにリアルタイム転送 ( 速 )prinf デバッグ ピン数 :1 データ 落可能性 様々なデータ出 M3/4,M7 ICEのメモリに保存 ブレーク時にパソコンに転送 対応しているかはCPU 依存 データ 落可能性 M3/4,M7 データ線の本数に依存する ETB MTB デバッグ制御の信号を利 I-jet I-jet Trace ST-LINK オンチップメモリに保存 M3/M4, M7 は ETB で専 メモリ M0 系は MTB で汎 メモリを使 M0,M3/4,M7 ( 注意点 ) 実装により機能が外されることがあります 5

6 IAR システムズ JTAG エミュレータ (ICE) 紹介

7 IJTAG エミュレータ (ICE) -EWARM と組み合わせて強 なデバッグ機能と効率の良い開発を可能に ARM ARM I-jet for ARM I-scope I-scope を追加することで I-jet で電流 電圧測定機能が可能に I-jet は 常に 速なデバッグ環境を提供 Cortex-M I-jet Trace ARM JTAGjet I-jet Trace は 容量トレースメモリを搭載し USB 3.0 SuperSpeed の 速通信を実現 7

8 ICE による機能 性能差分

9 ST-LINK I-jet I-jet Trace の機能差分 マイコン + 開発環境 +ICE でできる機能は異なる ST-LINK/V2 I-jet I-jet Trace 接続 式 JTAG / SWD JTAG / SWD JTAG / SWD コードブレークポイント Yes Yes Yes データブレークポイント Yes Yes Yes ライブウォッチ Yes Yes Yes サイクルカウンタ Yes Yes Yes SWOトレース Yes Yes Yes [ 割り込みログ データログ ] SWOトレース Yes Yes [ イベントログ ] Powerデバッグ Yes Yes ETM トレース Yes 9

10 ST-LINK I-jet I-jet Trace の仕様差分 PC との通信性能など ICE ごとに差がある ST-LINK/V2 I-jet I-jet Trace USB 速度 480 Mbps 480 Mbps 4.8 Gbps(USB3) 480 Mbps(USB2.0) USB 接続 Mini B Micro B USB 3 Micro B ターゲット接続 ARM-20 MIPI-20/MIPI- 10/ARM-20 MIPI-20/MIPI- 10/ARM-20 *ETM は MIPI-20 のみ デバッグ接続 JTAG/SWD JTAG/SWD JTAG/SWD デバッグ接続最 クロック? 32 MHz 100 MHz SWO 最 速度? 60 Mbps 400 Mbps ETM 最 クロック - 150MHz 最 供給電流? 420mA 420mA(USB3 / DC) 220mA(USB2.0) JTAG 電圧 1.65V to 3.6V 5V トレラント 1.8 V to 5V 1.65 V to 3.3V 5V トレラント 10

11 STM32 の 般的な コネクタ形状およびピン配置

12 I-jet 付属ケーブル / コネクタ ハーフピッチ (1.27mm) 20 pin / 10 pin JTAG/SWD - MIPI-10 JTAG/SWD - MIPI-20 *7 ピンの後挿 防 キーはピンセットで外すことができる 12

13 I-jet 付属ケーブル / コネクタ ハーフピッチ (1.27mm) 20 pin / 10 pin Vtref( 電源監視 ) は必須 GND は全ての pin を接続することを推奨 GND が少ないために不安定となるケースが多々ある JTAG 接続 SWD 接続 必須 オプション ETM(I-jet Trace) 13

14 各ピンの 出 途 MIPI-20 の例 No. Pin 名 ICEから た 出 途 1 Vtref MCU 電圧検知 2 SWDIO 出 SWD 通信データ 出 TMS 出 JTAG 通信モード設定 4 SWCLK 出 SWD 通信クロック TCK 出 JTAG 通信クロック 6 SWO 出 SWOトレースデータ TDO 出 JTAG 通信データ出 8 TDI JTAG 通信データ 10 nreset 出 リセットアサート リセット検知 11 TgtPwr 出 5V 供給 12 TRACECLK ETMトレースクロック 13 TgtPwr 5V 供給 5V 供給 14 TRACEDATA[0] ETMトレースデータ 16 TRACEDATA[1] ETMトレースデータ 18 TRACEDATA[2] ETM トレースデータ * ピンピッチ ピン太さ ピン さが互換であれば 使 可能 20 TRACEDATA[3] ETM トレースデータ 14

15 I-jet 付属アダプタ フルピッチ (2.54mm) 20pin 変換アダプタ * ハーフピッチケーブルとは ピッチ変換だけではなく 配置が換わっているので注意 *ETM トレースは 対応 TRACE ピンは GND MIPI-20 - ARM-20 JTAG アダプタ回路図 15

16 基板側コネクタ例 IAR システムズ評価キットなどの実績例 コネクタ種類 ハーフピッチ 20pin *MIPI-20 コネクタ例 SAMTEC:FTSH L-DV-K ハーフピッチ 10pin *MIPI-10 SAMTEC:FTSH L-DV-K フルピッチ 20pin *ARM-20 Harting: Molex: Tyco Electronics: * ピンピッチ ピン太さ ピン さが互換であれば 使 可能 16

17 I-jet と STM32F4DISCOVERY の 接続例

18 I-jet と STM32F4DISCOVERY の接続例 ARM-20 コネクタで接続 NRST 5V GND 3V 5V supply NC nsreset NC GND GND PA14:SWCLK PB3:SWO PA13:SWDIO TDO/SWO RTCK TCK / SWCLK TMS / SWDIO TDI ntrst VTREF GND GND GND GND GND GND NC 年 4 月 1 日 ST 社 Web サイトより抜粋 18

19 デバッグコネクタ設計時のコツ

20 デバッグコネクタ設計時のコツ MIPI-20 または MIPI-10 の SWD 接続が主流 少ピン 省スペース SWO ETM 可能 デバッグ通信は 速のため なるべく MCU の近くに配置する プルアップ / ダウンの定数などは マイコンと ICE の組み合わせにより異なる 評価キットなどの実績ある回路を参考にする ICE からの 5V 給電を利 することで 評価環境がすっきりする スタンドアローン起動時の給電 式とは ジャンパで切り替えられるようにしておく 20

21 本資料について

22 本資料取り扱い上の注意 本資料は 2015 年 4 1 時点の情報を基に作成されており 将来変更の可能性のあるものです あわせてご紹介する設定や機能に関連して 動作保証をお約束するものではございませんので ご了承ください 本資料で提供している情報は ご利 されている のご判断 責任においてご使 ください 提供した情報に関連して ご利 される が不利益等を被る事態が じたとしても 弊社及び執筆者は 切の責任を負いかねますので ご了承ください 本資料の内容に関する弊社または各社へのお問合せはご遠慮ください 本資料及びデータの再配布 無断転 転載等はご遠慮ください 22

23 商標について IAR Systems, IAR Embedded Workbench, C-SPY, C-RUN, C-STAT, visualstate, Focus on Your Code, IAR KickStart Kit, I-jet, I-scope, IAR, および IAR Systems のロゴタイプは IAR Systems AB が所有する商標または登録商標です ARM および Cortex は ARM Limited( またはその 会社 ) の EU またはその他の国における登録商標です CoreSight は ARM Limited( またはその 会社 ) の EU またはその他の国における商標です All rights reserved. STM32 は ST マイクロエレクトロニクスの登録商標です その他 本資料中の製品名やサービス名は全てそれぞれの所有者に属する商標または登録商標です 23