調試接口SWD和JTAG的區別

作者 | strongerHuang

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作為嵌入式工程師，下載調試器都應該知道，但你真正了解其SWD 和 JTAG接口的含義和區別嗎？

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什么是下載調試器

簡單來說，下載調試器是將PC（例如通過USB協議）發送的命令轉換為MCU（負責MCU內部外圍設備）理解的語言（例如SWD或JTAG協議）的設備，加載代碼并精確控制執行。

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調試器協議標準

1.什么是標準？

簡單來說，標準是一組規則和協議，特定行業中的每個參與者都同意遵循并執行。

2.調試器協議混亂現象

在SWD和JTAG之類的協議出現之前，調試器及其協議一片混亂，每個MCU制造商都提出了自己的專有方法，將代碼加載到他們的MCU上。制造商每次發布MCU時，嵌入式軟件工程師都需要了解其專有協議，以將代碼加載到微控制器中。

而且，調試適配器很昂貴，因為制造商實際上并沒有競爭者可以使調試適配器與他們的協議相匹配，因為協議是專有的。它們昂貴的另一個原因是由于體積不足，因為它們只能將調試適配器出售給使用它們制造的MCU的公司（工程師）。

不同協議還會導致開發成本增加，比如：你在設計的板上有來自4個不同制造商的4種芯片，并且希望對其進行一些自動化測試以提高生產過程的效率。但是，由于所有電路板都有自己的協議，因此您需要制作一個能適應復雜性的超級復雜的生產代碼，并且需要在電路板上的測試點安裝4個不同的調試器，從而增加了成本，生產時間和編程時間。

3.制定協議

各種下載調試不同會導致幾個問題：

投入更多的學習時間

增加購買下載調試的成本

生成測試效率低下

為了解決這一問題，各大MCU制造和生產商的工程師們就針對調試制定了一些規范協議。

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JTAG標準

JTAG：Joint Test Action Group，即聯合測試行動小組。

該小組于1980年后期開始討論，并于1990年正式發布了解釋IEEE標準的文檔。（IEEE代表電氣與電子工程師協會，是一個國際組織，其中發布了所有標準，如WiFi，藍牙等）。他們提出的協議在1990年被記錄在IEEE 1149.1中。后來對該文檔進行了修訂和完善，在撰寫本文時，最新標準是IEEE 1149.7。

JTAG基本上帶有5個引腳：

TDI： Test Data In。串行輸入引腳

TDO： Test Data Out，串行輸出引腳

TCK：Test Clock，時鐘引腳

TMS： Test Mode Select，模式選擇（控制信號）引腳

TRST： Test Reset，復位引腳

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SWD標準

SWD：Serial Wire Debug，代表串行線調試，是ARM設計的協議，用于對其微控制器進行編程和調試。

由于SWD專門從事編程和調試，因此它具有許多特殊功能，通常在其他任何地方都無法使用，例如通過IO線將調試信息發送到計算機。另外，由于它是ARM專門為在其設備中使用而制造的，因此SWD的性能通常是同類產品中最好的！

SWD引腳

SWDIO： Serial Wire Data Input Output，串行數據輸入輸出引腳

SWCLK： Serial Wire Clock，串行線時鐘引腳

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SWD / JTAG的各種區別

市面上有很多兼容 SWD 和 JTAG 協議的MCU和調試適配器，他們通常通過具有一組下載調試引腳，來實現下載和調試功能，這些引腳內部復用到SWD外設和JTAG外設。

1.共享引腳

SWD的引腳在一定條件下可以和JTAG引腳復用，目前針對 JTAG 和 SWD的連接器比較多，比如20pin的接插件：

當然，也有10pin的：

2.SWD / JTAG各自優勢

SWD協議的優勢：

使用引腳更少，只需SWDIO和SWCLK兩個引腳

SWD具有特殊功能，例如通過其I / O線打印調試信息

與JTAG相比，SWD在速度方面具有更好的整體性能

JTAG協議的優勢：

JTAG不僅限于ARM芯片，在ARM之外的芯片也受支持，比如大家熟悉的MSP430

JTAG具有更多多種用途，用于編程，調試和生產測試

JTAG是一個獨立的團體，他們會隨著協議的發展而發展

3.什么時候選擇SWD而不是JTAG

如果您的原理圖/電路板設計足夠簡單，可以在沒有JTAG功能的情況下進行測試

調試性能比生產測試更重要，你的設備專注于服務研究而不是批量生產！

MCU在尺寸方面有限制，SWD 可以節省空間

你的硬件設計太復雜，MCU沒有多余的2個引腳

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總結：SWD / JTAG對比

下面用一種圖來總結：

責任編輯：haq