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基于RT-Thread+RA6M4的虚拟仪器开发:第二章使用仿真器

发布于 2022-07-06 21:46:35 浏览：1652 订阅该版

[TOC]
# 第二章仿真器使用
## 前言
为了方便今后的开发,有必要了解芯片从上电到程序启动,到运行到应用的整个过程。借助于仿真器我们可以提高分析的直观性和效率。
代码见
https://gitee.com/qinyunti/ra6m4
## 仿真环境搭建与使用
在第一章其实我们已经使用了仿真器进行程序下载与运行。这一节再更多的介绍一些细节。
### Jlink-OB
从原理图可以看出板载Jlink-OB默认配置为
For normal operation (on-board debugger):
E37 open
E35 open, E36 close
即接到本板芯片。

也可以按照如下配置,通过J10对外,单独作为仿真器使用。
For J-Link debug out:
E37 open
E35 close, E36 open
E26, E27, E28, E29 open

而需要调试Jlin-OB本身则可以按如下配置,通过J17外接仿真器来仿真。
For external debug: 
E37 close E35 open, E36 close

通过E25短接可以看出,JLINK的USB接口J11可以给板子供电。
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/f5aed225d9282fcb4a9ed718a1a9bcbb.png.webp)

### Jlink配置
点击如下左边齿轮图标,打开Debug配置界面

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/6c16d859b5c637546c070bc27c600208.png)

主要选项卡下配置可执行程序等

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/61f4337a949579bcc709d1af948f82be.png.webp)
Debugger选项卡下,配置Jlink的程序和参数

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/6c1ef762fc2d1ad00ae9f2485ea35121.png.webp)

Startup选选项卡,配置初始化过程

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/c24268fbdf3a4684685888df0c42aaea.png.webp)

下载选项卡

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/78e781ace1f31e4cb027e235669d4adc.png.webp)

其他选项卡源,公共选项卡可以去看看。
重点提一下SVD Path选项卡,
SVD文件提供硬件描述信息,比如外设寄存器方便调试查看寄存器。
参见https://www.keil.com/pack/doc/CMSIS/SVD/html/index.html

搜索rtthread安装目录下*svd,可以看到应该位于芯片支持包下
\repo\Extract\Chip_Support_Packages\RealThread\xxx\xxx\debug\svd
但是遗憾的是只有STM32等芯片的没有renease的。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/52e54992e94dcb31e997cdc1713c8572.png.webp)
从rtthread和renease官网都没有搜到svd文件的下载地址,既然cmsis-svd是keil提出的。在MDK安装目录下也没有搜索到RA6M4的SVD文件,只有其他芯片的。那么就去keil官网下看看,其他芯片有也是位于软件包中,那么去keil下载对应软件包就应该有。
在https://www.keil.com/下搜索RA6M4

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/211a6ac664a8626a55730e600eaa6fe1.png.webp)
点击进去

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/f0d17896196ab57586765bdf3a1ce51d.png.webp)
点击如下位置下载软件包

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/9ef1c2a6a538108d2f9e6e959525ab71.png.webp)
下载得到Renesas.RA_DFP.3.8.0.pack
双击解压(提前是已经安装MDK)
记住解压路径

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/5b3aeaedb89d599a4103f831880f5f5f.png.webp)
去改路径下查找
C:\Users\qinyu\AppData\Local\Arm\Packs\Renesas\RA_DFP\3.8.0\SVD
注意\AppData默认是隐藏的需要先在文件浏览器中设置显示隐藏文件夹。
找到R7FA6M4AF.svd保存到工程下。
还有R7FA6M4AF.sfd和R7FA6M4AF.SFR,sfr,sfd来源于svd,sfd是svd寄存器的位域描述。我们这里暂时不用。

然后再在Jlink配置下的SVDpath选项卡下选择该文件

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/3feb06e27aad132abd75a571ba995b53.png.webp)

点击如下右边甲壳虫图标,进入Debug界面

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/6c16d859b5c637546c070bc27c600208.png)
可以看到默认停在了main函数中,从右边断点界面可以看出是因为在main函数打了断点。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/ca22cdb79db51203e0f3e16d7292649e.png.webp)

## 基本仿真操作
按照如下调出对应的窗口

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/528c0a3135bfcaafbfef0ff721fa278f.png.webp)
### 寄存器查看
#### 外设寄存器
按照上一节设置SVD文件路径后可以看到外设寄存器如下

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/7ee817516d022862a95da91e41b80825.png.webp)

勾选模块

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/6cfd44e34afeb2d38ff845391b0ba007.png.webp)
会弹出内存窗口显示值

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/766118d5a3df5158d3d6ed80be01cb4e.png.webp)

还有一种方法是通过表达式去看
比如要看CAN0的寄存器可以定义全局变量
static R_CAN0_Type * can0_reg = ((R_CAN0_Type *) R_CAN0_BASE);
在代码中使用变量 can0_reg = can0_reg;避免被优化掉。

仿真时添加表达式can0_reg即可

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220719/40d1684be1d03b3bd670d27d15b82cfc.png.webp)
#### CPU寄存器

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/4fd9e704dd8d8a919c60dbb0c0c1ae0f.png.webp)
#### 内核模块寄存器
注按如下配置无法显示,查看内核寄存器如何配置待研究。

如果安装过MDK会在C:\Users\qinyu\AppData\Local\Arm\Packs\ARM\CMSIS\xxx\Device\ARM\SVD路径下搜到
对应内核的SVD文件,如果没有,也可以去https://www.keil.com/dd2/pack/下下载cmsis:ARM.CMSIS.5.9.0.pack

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/ced3982c38c98a3090cf07b0d2983cc8.png.webp)
双击解压,记住路径

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/ddcbc51eb96628760eecf628547cab29.png.webp)
去路径

C:\Users\qinyu\AppData\Local\Arm\Packs\ARM\CMSIS\5.9.0\Device\ARM\SVD下复制ARMCM33.svd到工程目录,并安之前的方法添加到SVD path路径。

### 程序执行

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/c482d63594b7ee9a4e1549d393adfa8b.png)
### 断点
代码行前面双击打断点

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/5c440c28847e4d8cf582a2b5235884b6.png.webp)
右边有一些操作按键可以看一看

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/46f408e94f38684b86cdd44300c89a82.png)

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/f4c2f7e7b2c2292914c20f31d2c6e40b.png.webp)
上面的添加监看和断点事件可以设置语句级别的条件断点。
内存级别数据断点查看后面内存部分。
### 变量

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/94024c3b7f1bdf4a242da826095785c1.png.webp)

### 汇编
需要调出反汇编窗口,点击汇编窗口再按单步运行就是对应的指令级别的单步。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/d5ee492c6eb6f09155b3601d4cb6fae3.png.webp)

### 内存
需要调出内存窗口
添加内存查看

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/46c0da2727ea91801b57467b9b4285d6.png.webp)

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/76a6861912edafae5da38f18fe6485af.png.webp)

设置数据断点

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/4ced7ab661ef3b11b7e26a45311808c0.png.webp)

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/b53156202c5a20401fc547d2f8c42fa4.png.webp)
断点窗口可以看到了数据断点

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/b5f061f6115f10f46ceeef2e1babd0b2.png.webp)

### 调用栈

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220706/d5fad6443fe3899cfac5020b07f346f4.png.webp)
## 总结
按照文章中提到的方式添加SVD文件,仿真过程中发现SCI的寄存器对应不上,大小端刚好反了，暂时不确认什么原因(可以参见外设寄存器使用表达式的方式查看)。