STM32デバッグのための ICE・コネクタガイドœ¬ドキュメントについて 2 的...
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2015/4/15IAR Systems K.K.
STM32デバッグのためのICE・コネクタガイド
本ドキュメントについて
2
⽬的 STM32(Cortex-M)マイコンには、⾼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デバッグとは⽐較にならないほど、効率の⾼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⽤の⼀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⽉現在のIARシステムズWebサイト、およびIAR Embedded Workbench(以下、EWARM) バージョン7.40.2を基に作成しています。
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2010 2011 2012 2013License # Operating Margin
Licenses# (000’s)
Operating Margin %
2010 - 2013
Stability and growth
IAR SYSTEMS— A LEADING GLOBAL VENDOR
Cortex-Mのデバッグピン概要
Cortex-MのCoreSightテクノロジ
名称 接続 ICE 基本機能 特徴
JTAGI-jetI-jet TraceST-LINK
○ ・ディジーチェーン可能・(低速)printfデバッグ
SWDI-jetI-jet TraceST-LINK
○ ・必要PIN数:最⼩(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
TMSTCKTDOTDI
nRESET
SWDIOSWDCLKSWO-nRESET
TMSTCKTDOTDI
nRESET
SWDIOSWDCLKSWO-nRESET
デバッグ制御
名称 接続 ICE ⽅式 特徴
SWV
I-jetI-jet TraceST-LINK
サンプリング ・パソコンにリアルタイム転送・(⾼速)prinfデバッグ・ピン数:1・データ⽋落可能性→⼤・様々なデータ出⼒
ETM
I-jet Trace 分岐トレース(実⾏)
・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・データ⽋落可能性→⼩
※データ線の本数に依存する
ETBMTB
デバッグ制御の信号を利⽤
I-jetI-jet TraceST-LINK
オンチップメモリに保存
M3/M4, M7はETBで専⽤メモリ、M0系はMTBで汎⽤メモリを使⽤
TMSTCKTDOTDI
nRESET
SWDIOSWDCLKSWO-nRESET
CLKD0D1D2D3
トレース機能
1,2,4本から選択
M0,M3/4,M7
M0,M3/4,M7
M3/4,M7
M3/4,M7
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。
Cortex-Mのデバッグピンは、デバッグ制御⽤とトレース⽤がある
5
IARシステムズJTAGエミュレータ(ICE)紹介
IJTAGエミュレータ(ICE)-EWARMと組み合わせて強⼒なデバッグ機能と効率の良い開発を可能に
7
I-jet Traceは⼤容量トレースメモリを搭載し、USB 3.0 SuperSpeedの⾼速通信を実現
I-jetは⾮常に⾼速なデバッグ環境を提供
ARM⽤
I-scopeI-scopeを追加することでI-jetで電流・電圧測定機能が可能に
ARM⽤I-jet for ARM
ARM⽤JTAGjet
Cortex-M⽤
I-jet Trace
ICEによる機能・性能差分
ST-LINK、I-jet、I-jet Traceの機能差分
9
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
接続⽅式 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 YesSWOトレース[割り込みログ、データログ]
Yes Yes Yes
SWOトレース[イベントログ]
Yes Yes
Powerデバッグ Yes YesETMトレース Yes
ST-LINK、I-jet、I-jet Traceの仕様差分
10
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
デバッグ接続最⼤クロック ? 32 MHz 100 MHz
SWO最⼤速度 ? 60 Mbps 400 MbpsETM最⼤クロック - 150MHz最⼤供給電流 ? 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
STM32⽤の⼀般的なコネクタ形状およびピン配置
I-jet付属ケーブル/コネクタ
12
ハーフピッチ(1.27mm) 20 pin / 10 pin
JTAG/SWD - MIPI-20
JTAG/SWD - MIPI-10
*7ピンの後挿⼊防⽌キーはピンセットで外すことができる
I-jet付属ケーブル/コネクタ
13
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。
必須 オプション
JTAG接続 SWD接続
ETM(I-jet Trace)⽤
各ピンの⼊出⼒・⽤途
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MIPI-20の例
*ピンピッチ、ピン太さ、ピン⾼さが互換であれば、使⽤可能
No. Pin名 ICEから⾒た⼊出⼒ ⽤途1 Vtref ⼊⼒ MCU電圧検知2 SWDIO ⼊出⼒ SWD通信データ⼊出⼒
TMS 出⼒ JTAG通信モード設定4 SWCLK 出⼒ SWD通信クロック
TCK 出⼒ JTAG通信クロック6 SWO 出⼒ SWOトレースデータ
TDO 出⼒ JTAG通信データ出⼒8 TDI ⼊⼒ JTAG通信データ⼊⼒
10 nRESET ⼊出⼒ リセットアサート・リセット検知11 TgtPwr 出⼒ 5V供給12 TRACECLK ⼊⼒ ETMトレースクロック⼊⼒13 TgtPwr 5V供給 5V供給14 TRACEDATA[0] ⼊⼒ ETMトレースデータ⼊⼒16 TRACEDATA[1] ⼊⼒ ETMトレースデータ⼊⼒18 TRACEDATA[2] ⼊⼒ ETMトレースデータ⼊⼒20 TRACEDATA[3] ⼊⼒ ETMトレースデータ⼊⼒
I-jet付属アダプタ
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フルピッチ(2.54mm) 20pin変換アダプタ
MIPI-20 - ARM-20 JTAG アダプタ回路図
*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トレースは⾮対応TRACEピンはGND
基板側コネクタ例
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IARシステムズ評価キットなどの実績例
コネクタ種類 コネクタ例ハーフピッチ20pin*MIPI-20
SAMTEC:FTSH-110-01-L-DV-K
ハーフピッチ10pin*MIPI-10
SAMTEC:FTSH-105-01-L-DV-K
フルピッチ20pin*ARM-20
Harting:09185206803Molex:90635-1202Tyco Electronics:2-215882-0
*ピンピッチ、ピン太さ、ピン⾼さが互換であれば、使⽤可能
I-jetとSTM32F4DISCOVERYの接続例
I-jetとSTM32F4DISCOVERYの接続例
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ARM-20コネクタで接続
PB3:SWO
PA14:SWCLK
PA13:SWDIO
NRST 5VGND
3V5V supply NC
NC GND
nSRESET GND
TDO/SWO GND
RTCK GND
TCK / SWCLK GND
TMS / SWDIO GND
TDI GND
nTRST GND
VTREF NC
http://www.st.com/web/jp/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 2015年4月1日 ST社Webサイトより抜粋
デバッグコネクタ設計時のコツ
デバッグコネクタ設計時のコツ
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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
デバッグ通信は⾼速のため、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給電を利⽤することで、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⽅式とは、ジャンパで切り替えられるようにしておく。
本資料について
本資料取り扱い上の注意
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本資料は2015年4⽉1⽇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
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商標について
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