2015/4/15
IAR 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
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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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# (000’s)
Operating Margin %
2010 - 2013
Stability and growth
Cortex-MのCoreSightテクノロジ
名称 接続 ICE 基本機能 特徴
JTAG I-jetI-jet TraceST-LINK ○ ・ディジーチェーン可能・(低速)printfデバッグ
SWD I-jet I-jet Trace ST-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 TMS TCK TDO TDI nRESET SWDIO SWDCLK SWO -nRESET TMS TCK TDO TDI nRESET SWDIO SWDCLK SWO -nRESET デバッグ 制御 名称 接続 ICE ⽅式 特徴 SWV I-jet I-jet Trace ST-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 ETB MTB デバッグ制御の信号
を利⽤ I-jetI-jet Trace ST-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 TMS TCK TDO TDI nRESET SWDIO SWDCLK SWO -nRESET CLK D0 D1 D2 D3 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
5IARシステムズ
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
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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-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ARM⽤
I-jet
for ARMARM⽤JTAGjet
Cortex-M⽤
ST-LINK、I-jet、I-jet Traceの機能差分
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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 Yes
SWO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 Yes
ST-LINK、I-jet、I-jet Traceの仕様差分
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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 Mbps ETM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 3.3V5Vトレラント
STM32⽤の⼀般的な
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
16IAR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：90635-1202
Tyco 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
18ARM-20コネクタで接続
PB3：SWO PA14：SWCLK PA13：SWDIO NRST 5V GND 3V 5V 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
20 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。
本資料取り扱い上の注意
22 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 本資料で提供している情報は、ご利⽤されている⽅のご判断・責任においてご使⽤ ください。提供した情報に関連して、ご利⽤される⽅が不利益等を被る事態が⽣じ たとしても、弊社及び執筆者は⼀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・無断転⽤・転載等はご遠慮ください。商標について
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• ARMおよびCortexは、ARM Limited（またはその⼦会社）のEUまたはその他の 国における登録商標です。CoreSightは、ARM Limited（またはその⼦会社）の EUまたはその他の国における商標です。 All rights reserved.
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