OpenOCD小ネタ12 -HLA向けのcfgファイルの統合-

お盆前に行われたOpenOCDのHLA系コンフィグファイル大変更への対応を幾つかのター
ゲット向けの試用実例と交えて解説します。とその前に!
最近再び似た質問を多数いただくようになったので・・・


●STLinkがOpenOCDで動きません

NxP系マイコンのCheckSumValidationと同じく何度も言ってますが何度でもおさらいです。
質問が続く限り何度でもなんどでも な・ん・ど・で・も 説明します!
注:STLink/V1はもう持ってないのでサポート外です。STLink/V2とSTLink/V2-1系向けです


20140902追:
2014年9月現在、Windows8.x系環境下でSTLink/V2-1がOpenOCDから
利用できません。これはlibusbがWin8.x環境下でUSBコンポジットデバイスを
正しく扱えてないことに起因するものだそうです。

libusbに修正かかるまで辛抱強く待つかXP/Win7に戻すのです!!
STLink/V2の方はコンポジットじゃないのでWin8でも問題なく使用可能です。

20141114追:
Windows8.x環境下でのOpenOCDサポート開始です



1.基本的な結線は本当に正しいか
STLink/V2系はSRST,Vtgt(ターゲットのVCC),SWCLK,SWDIO,GNDが必須です。
SWCLKとSWDIOを"てれこ"にしてたりGND繋げてなかったとか論外ですが(そういった
ケースもありました…私に直接返信はなく質問された方のtwitter上の発言でそれ知っ
たのですが…#)まず第一にGND,SWCLK,SWDIOの結線がターゲットのMCUと正しくなさ
れているかを回路図を良く見てテスターで導通をしっかり確認してください。

2.SRSTは繋がっているか
現在ではNucleo/Discovery等のメーカ製評価ボード向けの特製cfgはすべてSRSTを使用
するように設定されています。したがって私の特製cfgもそれに準じております。
stlink-v2.cfgを直接呼び出す使い方を中途半端に真似ると引っかかるのでご注意ください。
Nucleo/Discovery等のメーカ製評価ボードから自作のボードに環境を変えた際にSRSTの
接続を忘れ上手く動かないといった連絡を特に戴いています。
回路図を良く見てテスターで導(ry

3.Vtgtは繋がっているか
また、Vtgtの接続もほぼ必須です。これも"2."と同様ですが特にNucleo/Discovery等の
メーカ製評価ボードからデバッグ線を引き出して自前のボードと繋げる際に発生します。
ネット上では情報が倒錯しOpenOCDではVtgt必要ないと断言している記述もあるので
ご注意ください。ねむいさんは一貫してVtgt繋げろです。

STLink/V2は接続の際にまずSWCLK,SWDIOの電圧を読みに行ってVtgtの電圧よりも
相対的に高い電圧とみなすとその後の一切を弾くのでコケて絶対先に進めません。これは
ファームウエアレベルでこういう動作をしますので特定のソフトに依存はしません。

メーカ製ボード上ではVDDがSBDで切られてVf分のドロップで3.0V前後と若干低くなった
状態で動作しているので気づきません。しかしながら自作のボードではほとんどが3.3V
で使用されるともいます。このときSWCLK/SWDIOの電圧はデバッガ側より必ず大きく
なるのでコケます。

また、以前も触れましたが一部のボードではコスト削減のためVtgtにつながる抵抗が実装
されていないものもあります。ケアレスミスで時間を浪費しないように回路図を良く見(ry



・・・
STLiink系ばっかりに力入れるわけにはいかないので本題に入ります。




●分かれていたコンフィグファイルが今一つに!
これです。目的はSTLink/V2やTI-ICDI等のHLA(HighLevelAdapter)も従来のFTDI/JLink等
と同じコンフィグファイルを使用できるようにする修正です。

もともとHLAは各メーカが提供する独自のデバッグ用APIをOpenOCDでも利用できるようにと
組み込まれた機構です。したがってターゲットMCUへのローレベルなアクセスができない、
クロック周波数の設定等のアダプタ側でも細かい制御もできないといった制約があります。
ですのでその挙動の違いから使用可能なコマンドも分けられており、従来は各MCU向けの
OpenOCDコンフィグファイルも通常のものとHLA系に分けなければなりませんでした。

しかし今回の修正でHLA系で使うとエラーになっていたadi_v5系のローレベルのコマンドが
エラーとならずオーバーライド(スルーとも言う)できるようになり、hla専用cfgは晴れて
お役御免となったわけです。

さて、変更されて箇所は分かりましたがそれを実際にどう反映させればよいかというと・・・
OpenOCDを呼び出す際の引数として、もしくはcfgファイル内に"transport select"コマンド
を追加で付与します。以前はHLA系アダプタを使用する場合はトランスポートが決め打ち
だったのでSTLink/V2やTI-ICDIのcfgファイルに直接記述されていた物が外に追いやられた
形になってます。EFM32TG822F32の例を取って新旧のOpenOCD引数比較をします。
下記の記述はこちらのデバッグ手順に準じますので事前に把握をお願いします。

旧:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/stlink-v2.cfg ¥
-f target/efm32tg822f32_hla_flash.cfg
新:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/stlink-v2.cfg ¥
-c "transport select hla_swd" ¥
-f target/efm32tg822f32_swd_flash.cfg

こんだけです。TI-ICDIの場合はJTAG接続専用なので"hla_jtag"になります。
STLink/V2,STLink/V2-1はSWD専用なので"hla_swd"です。

メーカ製出来合いのボードの場合、OpenOCDのボート向けcfgで対策されたのがほとんど
なのでこちらで修正する必要はないです。Nucleo-R334板(STLink/V2-1付)の例を示します。
旧:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f target/nucleo-f3_flash.cfg
新(旧と全く同じ):
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f target/nucleo-f3_flash.cfg


因みにcmsis-dapの場合も現状SWD専用なのでswdが自動で選択されるので特に変更は
不要です。トラ技ライタ(LPC11U35)にCMSIS-DAPで繋げる例を示します。
旧:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/cmsis-dap.cfg ¥
-f target/lpc11xxx_swd_flash.cfg
新(旧と全く同じ):
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/cmsis-dap.cfg ¥
-f target/lpc11xxx_swd_flash.cfg


さらにJTAGKey2等の汎用のJTAGの場合は何も指定しない時はデフォルトでJTAG接続
となるので余計な指定は不要です。STM32F407ZGT6にJTAGKey2で繋げる例を示します。
旧:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/ftdi/jtagkey2.cfg ¥
-f target/stm32f4x_flash.cfg
新(旧と全く同じ):
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/ftdi/jtagkey2.cfg ¥
-f target/stm32f4x_flash.cfg


JLINKやVersaloon,FT2232系でSWDしたい場合は宣言は必須ですがこの3つに関しては
私のcfgレベルで対策済なので私が提供するバイナリとcfgを使う限りは変更不要です。
STM32F407ZGT6にVersaloonで繋げる例を示します。
旧:
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/vsllink_swd.cfg ¥
-f target/stm32f4x_flash.cfg
新(旧と全く同じ):
OCD_ARG = -s $(OCDIR)/tcl ¥
-f interface/vsllink_swd.cfg ¥
-f target/stm32f4x_flash.cfg

現在のOpenOCDでは以下の4つのtransportが存在していますが、hla系は上記の要領で
多少の変更を追加するだけで対応可能となっています。
transport select jtag (transportを何も指定しないときのデフォルト)
->FT2232系,JLINK系,Versaloon,その他多くのJTAGデバイス
transport select swd
->FT2232系,JLINK系,Versaloon,CMSIS-DAP
transport select hla_swd
->STLink/V2,STLink/V2-1
transport select hla_jtag
->TI-ICDI



なお、今回の統合でSWD接続においてレグレッション・テストを行っていなかったようで
SWDでエラーが発生してしまいました。私はお盆前に自作のパッチを適用したバイナリを
公開していましたが現在はこの問題に気付いた方が別のアプローチからパッチを提出し
マージされております。LPC17xx系でDAPIDの問題が残ってますがマイナーな問題なので
時期に修正されると思います。


現在はすべてのtransportでスムーズにOpenOCDが利用できます。あとは微妙に残ってる
JTAG依存な処理の完全切り離しとSWDのSRSTコントロールの最適化が達成できたら
OpenOCD導入のハードルは下がると思います。


というわけでおきぱにあるOpenOCDバイナリもどしどしご利用ください!

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