使用ADS+HJTAG调试Boot Loader

嵌入式系统的Boot Loader相当于PC机的BIOS，通常我们在移植Boot Loader的时候，往往会陷入无任何软件工具可用的情况，甚至连串口都无法输出任何信息，要追查错误是非常困难的，这时候往往就需要JTAG接口协助我们进行调试了。

 

JTAG是联合测试工作组的简称，发展于1985年，作为一种简单的电路接口协议，一般用于访问IC内部的子模块，因此也常用于嵌入式系统的调试，目前大部分CPU都支持JTAG接口。

 

JTAG接口定义了5个引脚：

1. TDI (测试数据输入)
2. TDO (测试数据输出)
3. TCK (测试时钟，一般工作在10-100MHz)
4. TMS (测试模式选择)
5. TRST (测试复位，可选)

通过TMS信号选择，一个JTAG接口可以串行的访问一块电路板上的所有IC。

 

由于并口带锁存的特点，我们可以自己做一根JTAG连接线，一头接在PC机的并口，另一头接嵌入式系统的JTAG接口，这样就可以使用PC机通过JTAG接口调试嵌入式系统了。

 

下面是并口JTAG连接线的参考电路图：

 

有了连接线，可以使用HJTAG来检测是否正确连接。这里最重要的是确保信号线在软硬件上定义一致，下面是我在HJTAG中使用的信号线定义：

 

如果定义一致，那么选Detect Target应能立即检测到设备，比如我连接到三星S3C2440，会立即检测到此IC定义的ID(下面以此MCU为例子)：

 

 

如果确定线序定义是正确的，但仍无法检测到IC，那很有可能是并口连接线的问题，换一根尽量短的并口连接线再试试可能就成功了。

 

 

HJTAG正确连接之后，可以使用ADS的工具AXD Debugger进行调试。使用之前，需要先设置调试目标，可以打开菜单Options->Configure Target...，点击Add，加入HJTAG目录下的H-JTAG.dll：

 

点击OK后，可以看到左边Target列表中增加了我们的JTAG设备。

 

对于ADS编译的Boot Loader，一般会生成两个文件，后缀名为bin的，是可以写入Flash的二进制文件，而后缀名为axf的，是可以作为镜像载入调试器，进行源代码级的调试。

 

 

如上图，可以看到载入Boot Loader axf镜像文件后，CPU自动定位到文件指定的启动位置，可以看到地址为0x00000000，系统启动后第一条指令即调用ResetHandler的过程。这里的过程名叫ResetHandler是有名堂的，嵌入式系统一般要求功耗较低，所以S3C2440是支持休眠模式的，当进入休眠模式后，CPU会被掉电关闭，内存进入自刷新模式，整颗IC仅有少数几个中断处于工作状态，这时候的功耗是很低的。当中断触发后CPU被重新唤醒时，CPU重新上电，PC指向地址0x00000000，意味着无论休眠之前系统跑的是Linux还是WinCE也好，这时候都只会从Boot Loader重新运行，为了能快速返回操作系统睡眠之前的状态，而不是重新重复冷启动的漫长过程，比如载入OS到内存中，初始化硬件，等等...，系统休眠之前会在内存中保存需要返回的地址，并设置状态寄存器，Boot Loader在启动后，会读出状态寄存器的值，如果确定CPU的关闭是由于休眠引起，那么就在完成设置MMU等必要初始化过程后，直接跳到休眠之前保存的指令地址，完成快速唤醒的动作。CPU上电，对于Boot Loader也只是一次Reset而已，无非是冷启动和热启动的区别，所以这第一条指令顺理成章的被命名为ResetHandler。实现S3C2440的休眠和唤醒，关键即在于Boot Loader和操作系统之间的配合。

 

如果我们的Boot Loader不是ADS编译的，那调试起来就要麻烦一点了，首先是无法进行源代码级调试，但这问题不大，启动代码也是汇编写的，基本可以自己对着源代码一行行往下看。

 

比如我们要调试arm-linux-gcc编译的vivi，可以这么操作，首先将vivi的二进制文件载入内存0x00000000，然后自己将寄存器PC设置为0x00000000，然后会惊喜的发现，代码正在等着我们运行呢。