0503-stm32的调试工具:st-link详细解析 (命令行/ st utility/ cubePorbrammer)

1.1-综述

从事stm32开发的话,肯定绕不开stlink,使用stlink开发stm32时用到的知识点。对于常规开发而言,80%时候会使用keil或vscode对目标芯片进行下载与在线调试,简单的bug我们一般反复下载就行了,复杂的bug需要进行单步调试、查看寄存器、输出swo信息等。本文简单介绍stlink的两个工具st-utility和cubeProgrammer,重点介绍st-link的命令行的使用,因为越来越多的人会(抛弃keil)转向使用vscode调用stlink进行开发,最后对stlink和jlink进行简单对比。

1.2-stlink是啥?

stlink或st-link是一个解决方案,有st-link下载器和对应安装在windows上的驱动与工具。这个解决方案用于实现st自家芯片的下载与在线调试功能。在嵌入式开发领域,涉及的知识点太多,所以每一块都是分层的,有严格的架构,层与层之前发展出标准的通讯接口。stlink硬件与驱动,它连接了目标芯片与电脑上的开发软件,如KEIL调用"stlink驱动+stlink下载器硬件"实现对目标芯片的访问,就能进行程序下载与调试。另外,再在上面加一个gdb server接口,这下就可以被通用的编译器调用,如vscode就实现了keil的下载与调试功能,具体在其他博客中详解。

2.1-stlink的软件与硬件

在st的官网STM32 ST-LINK utility上可以购买stlink的硬件及免费下载st-link的软件,stlink的硬件在国内有很多变体或仿器,应当注意这些都是侵权的,所以硬件很容易获得,而且大部分是V2.1版本的;关于软件工具,有utility和cubeproprammer两个,官网已经称前者被后者取代,两者在开发中一般是用于下载bin文件以及解锁芯片的。但是不得不说,体验上来讲utility跑得更流畅,cubeprogrammerg还需要一两年才能流畅使用,这两者的功能基本是一样的,后都有一些额外的功能,但是极少用到。

note1: utility工具有一个bin文件对比的功能,算是小惊喜吧,如下图所示。

 

2.2-使用stlink命令行 准备文件及配置

下面是重点,讨论使用命令行访问stlink. stlink-org/stlink官网(
stlink-org/stlink: Open source STM32 MCU programming toolset (github.com))详细的教程有一个在这里有一个.md说明文件(链接
stlink/tutorial.md at develop · stlink-org/stlink · GitHub)

直接下载执行文件,解压,bin里面有这几个功能函数,官网有说明这些模块是干啥用的,简单来说,如下面截图所示, st-info是读取芯片信息的,st-flash是读写flash用的,st-trace跟踪记录用的如打开关闭swo输出,st-util是给vscode调用  
Cortex-Debug 的接口,用来在线调试的。

 解压后能看到这几个功能函数。

在环境变量里把它的路径放入path里,这样可以让对应目录下的.exe变成全局指令;如果是linux系统,把文件解压到usr/local/bin下就行了。

 2.3-测试命令

接下来测试:随便找个终端,如自带的cmd或git-bash都可以,(但是MSYS2不可以),测试st-info命令,如下测试了3条,【1】直接打入进去st-info后显示使用帮助,【2】打入指令后查看连接的stlink信息,这些信息和使用utility或cubeprogrammer读取的信息是一样的,因为他们调用相同的接口驱动,【3】如果没有连接任何stlink设备,则显示无设备的提示。

 2.4-st-flash下载指令测试

同上,可以直接键入st-flash回车来查看使用帮助,查看版本:

直接下载测试,打入下面指令就可以直接下载并运行,如图所示

我们break down分析一下,指令的完成了“把什么bin文件下载到什么地址去”的任务

  1. –reset 是要求下载完成后发送复位指令,即下载完成自动运行程序

  2. write 是主要参数,表示是写文件,也可以是read读文件

  3. /f/stm32/may12/build/may12.bin 是个可下载的bin文件,

  4. 0x08000000 是flash的地址,这个地址搞stm32肯定要记住的,是flash的起始地址

也可以指定速度,最快4000K, 其实是jlink的默认速度,还是jlink快。

$ st-flash –reset –freq=4000k write /f/stm32/may12/build/may12.bin 0x08000000

note: 这个指令配置到vscode的脚本里,就可以实现一键下载,具体参见其他博客。

另外还可以自行测试一下st-trace指令,可以在命令行里看stlink的swo输出(这里程序上写了通过swo输出计数值),使用的时候需要通过命令行告知芯片的cpu主频,因为swo是直接与cpu进行通信的。

 3.1-stlink与jlink的不同

首先应当注意,如果是针对st的芯片进行开发的话,这个比较对jlink是不公平的。先说比较结论,做debug工具是一个专业领域,jlink是大佬(售价也很大佬),stlink是st针对自家芯片做的调试器,价格便宜。有jlink在手基本上可以debug任何厂家的mcu,而且在下载速度方面,jlink比stlink快很多。 但但但但是,如果你是做开发的,且只是针对st平台的,那么stlink是足够的,可以顺便在下载的时候休息几秒钟。

下面截图是jlink官网论坛对”jlink与stlink有什么差别“的回答。

[SOLVED] Difference between JLink and ST-link – J-Link/Flasher related – SEGGER – Forum

stlink自称是地球上最快的下载器,下图是针对stm32417ig(500kB)的片上flash下载测试结果,使用SWD接口,结果显示jlink下载速度最强,stlink下载速度最慢。【参考链接  J-Link is the Fastest (segger.com)】

 3.2-结论

总结一下,除了除st-utility、cubeprogrammer外,还可以使用命令行进行查看与下载,这些命令行实际并不方便使用,但是可以通过这些操作可以加深对下载与仿真的理解,同时帮助理解vscode如何集成这些功能,在这些命令行基础上,可以配置vscode实现和keil一样的一键下载,一键擦除,一键复位,在线单步,查看寄存器等方便开发的功能。

扩展1-请查看关于jlink使用的博客

扩展2-请查看关于openocd使用的博客

扩展2-请查看关于vscode自动化调用这些调试服务的博客

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