基于arduino-due，jlink以及OpenOCD的zephyr调试平台的搭建

前文讲到zephyr内核编译后在stm32-f411re nucleo平台上运行以及调试，其实除了上文提到的这款st平台，最新的zphyer sdk已经支持很多种开源硬件开发板，arduino-due就是其中的另一块．不过与st平台不同的是,arduino-due并没有st-link那样的板载调试器供开发调试，所以调试时需要连接调试器进行调试，本文就介绍如何使用jlink和openOCD来调试运行zephyr内核的arduino-due平台．
　
　开发环境:
　ubuntu-14.04, kernel 4.4.0
　arduino-due开发板
　segger j-link adaptor. (固件v9.4, clone版某宝采购)，支持swd+jtag
　OpenOCD v1.0版

步骤
　如何下载zephyr内核代码，准备开发环境前文有讲述，这里不再详细叙述，直接进编译步骤．

step 1:　编译运行于arduino_due开发版的zephyr内核

　　　执行完环境变量初始化步骤后，　进入到zephyr/samples/hello_world目录，执行 make BOARD=arduino_due
　　　

./outdir/arduino_due/zephyr.bin就是要烧写进flash的二进制文件．

step2: 烧写:
　 　 连接host PC和arduino平台，　Micro-B口连接到目标板的programing port，　也就是距离电源口近的那个口．
　　　连接后，如果一切顺利，/dev/目录下会生成 /dev/ttyACM0，这个是usb虚拟的串口设备节点.
　　　
　　　
接着执行下面的命令，设置 ttyACM0设备的波特率为1200,　根据平台手册，1200波特率为执行erase flash必须的参数配置．
stty -F /dev/ttyACM0 speed 1200 cs8 -cstopb -parenb

波特率配置成功后，在hello_word目录下，执行命令
　　　 bossac -p ttyACM0 -e -w -v -b ./outdir/arduino_due/zephyr.bin
　　　
　进行平台烧录，　bossac是用于arduion_due的开源烧录工具，　其代码可以到github下载:
　git clone https://github.com/shumatech/BOSSA.git

　经过简单的./configure, make，install后，即可使用．
　
　下图展示的是烧写过程:
　

烧写完成后，新开一个shell会话，执行 sudo minicom -D /dev/ttyACM0 -o命令连接串口，　然后按平台复位键对平台进行复位，　便可以在串口终端看到内核的打印输出:

注意:　使用usb串口看打印，执行烧写命令时候必须关闭minicom和/dev/ttyACM0的连接，否则会有干扰导致烧录失败(“SAM-BA operation failed”，要避免此问题可以使用usb转串口的板卡跳线到平台tx0,gnd，miniCOM连接/dev/ttyUSBx即可(原因可能是原理图上tx0和 ATMEGA16U2-MU tx是同一个网络，有冲突)．

debug环境搭建:

本文介绍的调试链路示意图如下所示:

先上图:

关于跳线连接，按照arduino-due原理图和jlink引脚排布图逐一连接 tms, tck, tdi, tdo四条线，　due的jtag口非常小，　要注意跳线焊接处不要短路．

openOCD自带的jlink.cfg无法直接使用，报错大部分是因为脚本漏掉某些配置，google了老半天，再加上自己的一些理解，　修改成下面这样子:

OpenOCD tcl目录自带的配置文件jlink.cfg原本只有一行（第７行)，一开始时openOCD报告很多error 和warning，后来几经周折，逐个的去google, baidu找答案，CPU tap配置时考虑到due使用的是sam3x8e主控，看了一下只有target/at91sam3XXX.cfg比较靠谱，　一步步的修改成上图的样子，过程不再赘述．

修改完毕后，执行 命令　openocd -f ./interface/jlink.cfg,　如下图所示，无错误无警告，　表示连接成功

新开一个shell, 执行gdb会话，　如下图的命令序列．

ok，gdb和目标平台连接成功，此时可以执行基本的gdb命令调试zephyr内核了，　是不是很爽？

arduino_due平台有上的自带10 pin的mini jtag connector公口，国内很难找到与之对应的connector, 所以试验的时候跳了线，　swd口和jtag口是复用pin的，本试验原本打算使用jtag口功能，所以拉了四根主要信号线(TMS,TDO,TDI, TCK)，　
对应jlink.cfg文件　
　transport select jtag
后面在gdb调试的时候，　发现jtag连接不是很稳定，openOCD与gdb的连接经常掉线，于是就改jlink.cfg为swd模式尝试，没想到这一试结果非常满意．
＃transport select jtag
transport select swd
现在还不清楚jtag模式为什么不稳定，猜测或许是有些线没有接上，比如jtag规定的reset, vcc, gnd等等，这也要看tap,　有些主控仅仅接上面４条线即可．
swd模式下，需要的引脚数目比jtag要少，主要有两条
MCU的JTMS/SWDIO接JTAG口的TMS；
MCU的JTCK/SWCLK接JTAG口的TCK。
jtag和swd接口这样的定义，无论是配置采用swd或者jtag模式，都不需要重新跳线，两种模式切换不依赖硬件电路，非常方便．

发现jlink脚本只要对jlink.cfg稍作修改，注明调试接口，其他配置用 -f　选项再次导入文件．

1. 

执行openOCD时候，用-f选项后跟配置文件，　即可在jlink.cfg文件的基础上再导入额外配置，　变成　openocd -f interface/jlink.cfg -f target/at91sam3XXX.cfg　（或者openocd -f interface/jlink.cfg -f board/atmel_sam3x_ek.cfg　导入板级配置文件也可）

openOCD　-f　选项可以多次使用，可以使多个的配置文件生效．

openOCD连接成功后，默认情况下并不复位CPU，直接gdb登录3333端口连接，会出现”WARNING! The target is already running. >All changes GDB did to registers will be discarded! Waiting for target to halt.”警告，　如果想从_reset处从头开始debug, 可以给利用 >openOCD的 -c　选项发送复位命令给处理器，完整的命令是　openocd -f ./tcl/interface/jlink.cfg -f ./tcl/target/at91sam3XXX.cfg -c >’init’ -c ‘reset halt’， 如果是attach模式，只执行 init, halt　两个命令就可以了．

ok ,done.
J-link接口定义

仿真器端口 连接目标板 备注 VCC MCU电源VCC VCC VCC MCU电源VCC VCC TRST TRST Test ReSeT/ pin GND GND或悬空 TDI TDI Test Data In pin GND GND或悬空 TMS SWIO TMS, SWIO JTAG:Test Mode State pin ; SWD: Data I/O pin GND GND或悬空 TCLK SWCLK TMS, SWCLK JTAG: Test Clock pin ; SWD: Clock pin GND GND或悬空 RTCK RTCK GND GND或悬空 TDO TDO Test Data Out pin GND GND或悬空 RESET RESET RSTIN pin GND GND或悬空 NC NC GND GND或悬空 NC NC GND GND或悬空

segger jlink引脚排列: