Классическая ситуация. Записали через интерфейс SWD прошивку и... ничего не происходит. HeartBeat LED не мигает. Логи в UART(е) не появляются. CLI не отвечает. Вероятно прошивка где-то свалилась в Hard Fault Handler. Обратилась к несуществующей памяти. Что же делать? Как понять, где ошибка?

Можно конечно включать и исключать перед сборкой куски программы и прошивать пока не выясним ту проблемную функцию. Но это может занять очень много времени. Целый день.

Есть ли более эффективный способ? Да. Тут выручит пошаговая GDB отладка. А для этого надо настроить GDB сервер и GDB клиент.

Про пошаговую отладку в консоли у меня есть отдельный пост.

Однако пошаговая отладка в консоли может показаться утомительной. Куда проще пошагово отлаживаться прямо в текстовом редакторе, например в Eclipse.

Что надо из оборудования?

Что надо из софтвера?

Фаза 1. Установить GNU ToolChain для Arm Embedded

Подробнее про это тут

Надо прописать в переменную Path путь к ARM ToolChain(у): препроцессору, компилятору, асcембреру, компоновщику, binutils(ам), отладчику.

C:/Program Files (x86)/GNU Arm Embedded Toolchain/10 2021.10/bin

Проверить корректность установки GNU Toolchain можно выполнив команду arm-none-eabi-gcc --version в консоли Windows

Фаза 2. Запустить GDB Сервер Отладки

В качестве сервера отладки можно использовать утилиту JLinkGDBServer.exe.
C:\Program Files (x86)\SEGGER\JLink\JLinkGDBServer.exe

Можно даже накропать простенький скрипт, чтобы не настраивать каждый раз мышкой настройки JLink GDB Server(а)

 
echo off
cls
set GDBServerOpt = -select USB -device nRF5340_xxAA_APP -endian little -if SWD -speed 400 -ir -LocalhostOnly -logtofile -log "C:\projects\code_base_workspace\code_base_firmware\tool\GdbServerLog.txt"

set GDBServerDir="C:\Program Files (x86)\SEGGER\JLink\"
set GDBServerPath=%GDBServerDir%JLinkGDBServer.exe"
cd %GDBServerDir%
call %GDBServerPath% %GDBServerOpt%

В настройках JLink GDB Server(а) надо проверить интерфейс соединения с платой. В данной плате это USB. Проверить интерфейс соединения программатора и целевого микроконтроллера. В данной схемотехнике это SWD. Проверить, что выбрано нужное процессорное ядро. В данном случае это nRF5340_xxAA_APP. Если всё верно, то нажимаем ок.

JLink GDB Server переходит в режим ожидания подключения к GDB клиенту.

Вот примерный лог успешного подключения после запуска GDB клиента.

Фаза 3. Настройка GDB Клиента

Надо открыть меню Debug Configuration, создать конфигурацию и указывает путь к *.elf файлу

На вкладке Debugger указать путь к GDB клиенту arm-none-eabi-gdb.exe.

Можно прописать полный путь к GDB клиенту
C:\Program Files (x86)\GNU Arm Embedded Toolchain\10 2021.10\bin\arm-none-eabi-gdb.exe

Настроить вкладку Startup.

ставим, что надо остановиться на функции main

Настроить вкладку Common, как показано на скриншоте

Теперь достаточно нажать кнопку Debug и можно производить пошаговую отладку

получилась такая схема взаимодействия утилит

Вывод

Если говорить по честному, то всё, что требуется от пошаговой GDB отладки это максимум отладить запуск полнодуплексного UART. Далее просто подключается интерфейс командной строки и вся последующая отладка идет через UART-CLI.

А в CLI(Shell) как раз есть возможность прицельно вычитывать куски данных из физической памяти (регистры, RAM, Flash), искать адреса по значениям (аналог утилиты Art Money), читать и дергать GPIO, пулять пакеты в SPI, I2C, перезагружать ядро, запускать конкретные функции зная из адреса из *.map файла да и вообще делать всё, что только душа пожелает.

Словарь

Ссылки

https://bitknitting.wordpress.com/2015/07/11/using-eclipse-to-program-the-nrf51822/
https://dev.px4.io/v1.10_noredirect/en/debug/eclipse_jlink.html
https://eclipse-embed-cdt.github.io/debug/jlink/
https://habr.com/ru/company/rainbow/blog/251053/
https://habr.com/ru/post/215483/
https://habr.com/ru/post/578830/
https://habr.com/ru/post/673522/https://habr.com/ru/post/694708/https://habr.com/ru/post/694408/https://habr.com/ru/post/681280/
https://karibe.co.ke/2014/03/debugging-arm-freescale-microcontrollers-with-j-link-gdb-server-and-gnu-arm-toolchain-gdb-with-semihosting-in-linux/
https://mcuoneclipse.com/2019/09/22/eclipse-jtag-debugging-the-esp32-with-a-segger-j-link/
https://mcuoneclipse.com/2022/07/16/getting-started-raspberry-pi-pico-rp2040-with-eclipse-and-j-link/