Современные 32-разрядные ARM-микроконтроллеры серии STM32. Внутрисхемный отладчик ST-LINK V2

Для программирования и внутри-
схемной отладки микроконтроллеров семейства STM [1] необходимо специальное устройство, которое позволяет загружать программу в микроконтроллер и выполнять её по шагам с возможностью просмотра содержимого регистров и памяти самого микроконтроллера. Одним из таких устройств является широко распространённый и недорогой отладчик ST-LINK V2, который может подключаться к микроконтроллеру по двухпроводному интерфейсу SWD с помощью сигнальных цепей SWDIO и SWCLK.
Отладчик ST-LINK V2 входит в состав многих отладочных плат семейства STM32 DISCOVERY и доступен в интернет-магазинах в виде самостоятельного устройства. Внешний вид отладчика представлен на рисунке 1. Отладчик спроектирован на базе микроконтроллера STM32F103C8 с высокопроизводительным ядром ARM Cortex-M3, получает питание 5 В непосредственно от USB-разъёма через кабель типа mini-USB и поддерживает высокоскоростное подключение Full Speed USB 2.0.
Свободно распространяемое программное обеспечение для отладчика доступно на сайте разработчика [2]. Внешний вид главного окна программы отладчика показан на рисунке 2. Кроме того, данное устройство поддерживается такими инструментальными средствами, как Atollic TrueSTUDIO [3], IAR EWARM [4], Keil MDK-ARM [5] и TASKING VX-toolset [6].
Программное обеспечение отладчика имеет интуитивно понятный интерфейс и позволяет выполнять операции чтения, очистки и записи памяти микроконтроллера, а также выполнять программы в пошаговом режиме. По умолчанию программа устанавливается в каталог C:/Program Files/STMicroelectronics/STM32 ST-LINK Utility. В этом же каталоге присутствует консольная утилита ST-LINK_CLI.exe, которую можно подключить к средам разработки и с её помощью автоматизировать загрузку программы в серию контроллеров.
Консольная утилита обладает такими же функциональными возможностями, что и графический интерфейс программы отладчика, но работа с ней производится в текстовом режиме. Для получения перечня команд консольной утилиты на экране нужно запустить её без параметров. Сохранить перечень команд можно с помощью перенаправления вывода в заданный файл, например так: ST-LINK_CLI.exe →
ST-LINK_CLI.txt.
Рассмотрим основные команды консольной утилиты и примеры их применения. Все команды утилиты имеют формат ключевого синтаксиса, т.е. вводятся после имени самой утилиты через дефис с дополнительными параметрами. Например, команда ST-LINK_CLI.exe -c SWD выполнит подключение отладчика к устройству по интерфейсу SWD. Описание основных команд консольной утилиты приведено в таблице. Все параметры команд должны задаваться в шестнадцатеричном формате.
Выполнение любой команды консольной утилитой сопровождается выводом на экран сообщений о ходе выполнения операции. Например, при выполнении команды загрузки файла test.bin в микроконтроллер с адреса 0x08000000 – ST-LINK_CLI.exe-P
"D:\test.bin" 0x08000000 – утилита сформирует сообщение, подобное приведённому в листинге 1.
Использование данной утилиты позволяет создавать командные файлы, с помощью которых можно выполнять несколько операций в автоматизированном режиме. Например, командный файл prog.bat, позволяющий загрузить программу поочерёдно в несколько микроконтроллеров простым нажатием одной клавиши, состоит из следующих строк (см. листинг 2).
Подобный командный файл можно создать в любом текстовом редакторе и сохранить его с расширением *bat. Данный файл следует поместить в каталог, который содержит саму консольную утилиту, или хранить в любом каталоге, дополнив при этом файл первой строкой path=C:\Program Files\STMicroelectronics\STM32 ST-LINK Utility\ST-LINK Utility с указанием пути к утилите ST-LINK_CLI.exe.
Известно, что флэш-память любого микроконтроллера имеет ограничение по количеству циклов записи. С целью сбережения данного ресурса можно производить отладку новых программ в оперативной памяти микроконтроллера, не беспокоясь при этом о количестве операций записи и стирания программы из памяти. Для этих целей следует создать командный файл, позволяющий загружать программу и запускать её в оперативной памяти. Можно использовать приведённый выше, заменив в нём строку команды загрузки программы на следующую: ST-LINK_CLI.exe -P Output\prog1.hex -Run 0x20000000, где файл prog1.hex является загрузочным.
Такой командный файл легко внести как внешнюю утилиту в конфигурацию среды разработки, например Keil, для загрузки программ в микроконтроллер с помощью кнопки Download. Удобство данного метода очевидно, поскольку позволяет беречь ресурсы микроконтроллера и экономить время на отладку программ.
Отладчик ST-LINK V2 имеет встроенную функцию обновления прошивки. В связи с добавлением новой функциональности, поддержки новых семейств микроконтроллеров, исправлением ошибок прошивка для отладчика модернизируется на протяжении всего жизненного цикла ST-LINK V2. По этой причине рекомендуется периодически обновлять версию прошивки на сайте разработчика [2], где также можно найти дополнительную информацию о продукте.

Литература
www.st.com.
www.st.com/stlinkv2.
www.atollic.com.
www.iar.com.
www.keil.com.
www.tasking.com.