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soburi
October 27, 2021
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soburi
October 27, 2021
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Transcript
OSS Friendlyな Debug Adapter 20年史 常田 裕士
Motivation 組み込み開発周りのOpenOCDやらデバッグアダプタの説明をしようとしたら、 整理がつかなくった。 ベンダ依存性が強くてよくわからない話ばっかりなので、多少歴史的経緯を 追った方がよさそう。
前史 昔の組み込み開発ではInCircuitEmulator(ICE)のような高価なデバッグ装置が 必要だった 2000年ごろからハードウェアのテストに使っていたJTAGがソフトのデバッグ にも使われるようになってきた。 それから少し遅れて、2005年ぐらいからOpenOCDを使ったOSSベースの組み込 み開発環境が増えてきて、現在に至る。
FT2232とJTAG Adapter FTDI FT2232 (2006年?) USB – 高速シリアル変換のチップ
このチップが登場して、JTAGポートを操作するHackが簡単に行えるようになった。 https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-02990/ 秋月電子でも2009年からモジュール取り扱い
FT2232ベースのJTAGデバッガーの流行 https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-USB-OCD- H/?utm_source=platformio&utm_medium=docs 2000年代初頭の「格安PCB製造」の代表だった、 ブルガリアのOlimexの製品。 https://strawberry-linux.com/catalog/items?code=15002
Strawberry-linuxでも2006年から販売。 まだD-SUB9 のシリアルが使われていた。 この製品に限らず、そこかしこでFT2232ベースのデバッガがつくられた。 OpenOCDには現在でも70以上のFT2232ベースのアダプタの設定ファイルが 格納されている
SWDの普及 2本線でデバッグできるSWDも普及してきた。 (ソフト開発から見ると、デバッグできればいいので、これもよく「JTAG」と 呼ばれている) ARMのCPUとセットで、各社の~LINKが色々出てきた。 各社の廉価なARMチップで作ってることが多数。 https://www.st.com/ja/development-tools/st-link-v2.html
ST-LINKは廉価なクローンもたくさん作られた。
CMSIS-DAP 2012年にARMで共通のデバッグポート企画のCMSIS-DAPが制定された。 これで独自の~LINK自体はほぼ必要なくなり。ARM共通のデバッガがつくられ るようになった。 標準的なデバッグ機能はこれで賄えるようになったので、商用のデバッグアダ プタは独自機能で差別化する形に(J-Linkのログ機能のRTTなど)
PyOCD CMSIS-DAPでARMのデバッガが標準化されると、比較的大規模なソフトである OpenOCDとは別のOCD実装が登場する。 PyOCDはPythonで書かれたOCD。OpenOCDがスクリプト言語のtclを組み込んで、 複雑なカスタマイズを実現しているが、PyOCDはそもそもスクリプト言語。 開発者的に取り回しがいい。 対象もCMSIS-DAPに絞っているので、ソフト自体もスッキリしている。
Raspberry Pi Picoを使ったデバッグアダプタのpicoprobeもこれで使える。
Blackmagic Probe OpenOCD、PyOCD、いずれもプロセス間通信でgdbと通信しているため、ソフ トの構成としては、複雑なツールとなっている。 Blackmagic ProbeはOCD相当の機能をマイコンに組み込んで、シリアル通信で gdbと通信できるようにしている。
https://github.com/blacksphere/blackmagic gdbで直接デバッグできるようになるので、組み込み特有の設定のわずらわし さが軽減された。 次世代デバッグツールの方向性として注目。
最近のOSSのDebug Adapaterまとめ SoC デバッグI/F OCDツール デバッガ ARM(最近のもの) SWD Blackmagic gdb
SWD PyOCD gdb JTAG OpenOCD gdb ARM(昔のもの) JTAG OpenOCD gdb RISCV/ESP32 JTAG OpenOCD gdb