STM32Cube SWV实时跟踪调试方法-电子发烧友网

之前的文章在讲到调试的时候，一般都是大家熟悉的调试方法：通过打断点，让程序运行到某一个地方停下来，查看某些变量、寄存器等的状态；单步运行，看程序的执行、跳转是否跟预期一致；比较高级的是设置软断点，比如在读写某一个变量，或是某一变量值到达某种状态时停下。这些方法有一个共同的特征，就是程序要停下来，让我们观察各种信息。

有没有一种方法，程序在持续的运行，某些变量的值能够持续的输出给我们，甚至是通过图表的形式给我们观察，甚至是后期保存下来。这样在某些情况下是更直观的、更有效的一种调试方法。

这种方法当然是存在的，比如通常会利用单片机的某一个串口向外发送数据，再通过上位机串口调试软件接收并显示。除此之外，还有另一种方法，通过STM32系列单片机的SWV（Serial Wire Viewer）实时跟踪技术来实现。

接下来我们通过一个简单的例子，看看在CubeIDE下怎么通过单片机的SWV功能结合CubeIDE的ITM（Instrumentation Trace Macrocell）功能实现参数的实时跟踪。需要说明的是，下面关于SWV实时跟踪的功能介绍来源于CubeIDE的用户手册，觉得自己英文水平还行的可以直接去看手册，更权威。

1. 端口配置

我们还是基于正点原子的F767开发板，在CubeMX里新建一个工程，具体设置见下图。默认的Debug模式为JTAG，这里我们改为Trace Asynchronous Sw，调试模式改为SWD。这个时候PB3就会被使能，它的一个复用功能是SWO（Serial Wire Output），这个引脚配合SWD输出实时跟踪数据，也即实现了SWV功能。

2. 调试配置

用CubeIDE打开生成的工程，点击菜单Run->Debug Configurations，新建一个调试配置文件，在调试器标签页里，接口选SWD，使能SWV，Core Clock处填内核实际运行频率，这里是216 MHz。

接下来，连接开发板，进入调试模式。点击菜单Window->Show View->SWV->SWV Trace Log，会在窗口下方打开SWV Trace Log标签，如下图。点击Configure Trace图标进行配置。

在配置窗口里我们使能PC Sampling，对内核PC（Program Counter）值进行采样，分辨率16384 Cycles/sample的含义是每次采样间隔16384个时钟周期。这个值是默认的，考虑到SWO端口异步工作频率为2 MHz，这个分辨率不能太小，否则数据量太大会造成堵塞。Timestamps必须被使能，好知道有事件发生了。后边的预分频值同样与SWO数据量大小有关。

点击SWV Trace Log标签页右方的Start Trace图标，见下图，并启动调试，则会看到SWV Trace Log标签页会持续输出PC Sample数据。

当然，除了输出PC Sample数据之外，还可以配置输出Configure Trace窗口里的各种事件发生的情况，也可以输出某些变量值，甚至是把输出的变量以图表的形式输出。具体配置方法可参考用户手册去研究。

3. 代码利用printf重定向输出消息

我们知道printf是C语言标准库的函数，可以向屏幕打印字符串，嵌入式里一般被重定向到串口。在利用SWV进行调试时，我们可以把printf重定向到ITM的0通道，调试时，用户代码可以利用printf向外发送易读的消息。

首先，Configure Trace里勾选0通道，见下图。然后点击CubeIDE菜单Window->Show View->SWV->SWV ITM Data Console，窗口下方会出现SWV ITM Data Console标签页，可以显示ITM各通道输出的信息。

接下来修改代码，打开工程文件夹->Src->syscall.c文件，这个源文件里的函数配合C库实现系统调用。找到_write函数，完成printf到ITM的重定向。修改如下：

__attribute__((weak)) int _write(int file, char *ptr, int len)
{
  int DataIdx;


  for (DataIdx = 0; DataIdx < len; DataIdx++)
  {
    //__io_putchar(*ptr++);
    ITM_SendChar(*ptr++);
  }
  return len;
}

当然，把注释掉的那一行修改成串口发送的话，就能把printf重定向到串口。

在main.c的while循环里添加如下代码：

while (1)
{
  HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET);
  printf("LED0 is offn");
  HAL_Delay(500);
  HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  printf("LED0 is onn");
  printf("%dn",counter++);
}