0. 下载调试器(仿真器)

下载调试器是将PC(例如通过USB协议)发送的命令转换为MCU(负责MCU内部外围设备)理解的语言(例如SWD或JTAG协议)的设备，加载代码并精确控制执行。

1. J-Link

J-Link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG/SWD仿真器。配合IAR EWAR，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9/ARM11,Cortex M0/M1/M3/M4, Cortex A5/A8/A9等内核芯片的仿真，与IAR,Keil等编译环境无缝连接，操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发ARM最好最实用的开发工具。

ARM芯片有两种调试模式，一种是JTAG，一种是SWD，二者在管脚上有复用。

2. 调试器协议标准

标准就是一组规则和协议，特定行业中的每个参与者都同意遵循并执行。

在SWD和JTAG之类的协议出现之前，调试器及其协议一片混乱，每个MCU制造商都提出了自己的专有方案，将代码加载到他们的MCU上。

制造商每次发布MCU时，嵌入式软件工程师都需要了解其专有协议，以将代码加载到MCU中。

而且，调试适配器很昂贵，因为制造商实际上并没有竞争者可以使调试适配器与他们的协议相匹配，因为协议是专有的。他们昂贵的另一个原因是，由于体积不足，因为它们只能将调试适配器出售给使用它们制造的MCU的公司(工程师)。

不同协议还会导致开发成本增加，比如你在设计的板上有来自4个不同制造商的4种芯片，并且希望对其进行一些自动化测试以提高生产过程的效率。但是由于所有电路板都有自己的协议，因此您需要制作一个能适应复杂性的超级复杂的生产代码，并且需要在电路板上的测试点安装4个不同的调试器，从而增加了成本，生产时间和编程时间。

各种下载调试不同会导致几个问题：1. 投入更多的学习时间；2. 增加购买调试下载的成本；3. 生产测试效率低下。

为了解决这一问题，各大MCU制造和生产商的工程师们就针对调试制定了一些规范协议。

2. JTAG标准

JTAG的全称是Joint Test Action Group (测试行动联合组织)，它是由几家主要电子制造商发起制订的PCB 和IC 测试标准，主要应用于电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。
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JTAG调试接口必须使用VCC、GND电源信号，以及TMS、TCK、TDI、TDO四根调试信号。

以下为各个引脚的说明：

TMS——测试模式选择。TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式，用于控制TAP状态机。必须上拉。
TCK——测试时钟输入。TMS和TDI的数据在TCK的上升沿被采样。数据在时钟的下降沿输出到TDO。建议下拉。
TDI——测试数据输入。输入到指令寄存器（IR）或数据寄存器（DR）的数据出现在TDI输入端，在TCK的上升沿被采样。建议上拉，上拉电阻阻值不能小于1K。
TDO——测试数据输出。来自指令寄存器或数据寄存器的数据在时钟的下降沿被移出到TDO。不用上下拉，悬空时，尽量引出测试点，同时应避免将TDO作为I/O使用。
VTref——目标板参考电压，接电源。用于检查目标板是否供电，直接与目标板VDD联，并不向外输出电压。
可选引脚TRST——测试复位，输入引脚，低电平有效。TRST可以用来对TAP Controller进行复位（初始化）。因为通过TMS也可以对TAPController进行复位（初始化）。所以有四线JTAG与五线JTAG之分。目标板上应将此脚上拉到高电位，避免意外复位。
可选引脚RTCK——测试时钟返回信号。RTCK由目标端反馈给仿真器的时钟信号，用来同步TCK信号的产生，不使用时直接接地。
可选引脚RESET——目标系统复位信号。与目标板上的系统复位信号相连，可以直接对目标系统复位。同时可以检测目标系统的复位情况，为了防止误触发应在目标端加上适当的上拉电阻。

虽然TRST、RESET是可选的信号，但一般都建议接上，使得仿真器能够在连接器件前对器件进行复位，以获得较理想的初始状态，便于后续仿真。

3. SWD标准

SWD的全称是Serial Wire Debug(串行调试)。
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SWD是ARM公司设计的协议，用于对其微控制器进行编程调试。由于SWD专门从事编程和调试，因此它具有许多特殊的功能，通常在其他任何地方都无法使用，例如通过IO线将调试信息发送到计算机。

另外，由于它是ARM专门为在其设备中使用而制造的，因此SWD的性能通常是同类产品中最好的。

相对于JTAG接口，使用更少的信号。四根信号如下：VCC、GND、SWDIO、SWCLK。

以下为各个引脚的说明：

SWDIO——串行数据输入输出。作为仿真信号的双向数据信号线，建议上拉。
SWCLK——串行时钟输入。作为仿真信号的时钟信号线，建议下拉。
VRef——目标板参考电压信号。用于检查目标板是否供电，直接与目标板VDD联，并不向外输出电压。
可选引脚SWO——串行数据输出引脚。CPU调试接口可通过SWO引脚输出一些调试信息。该引脚是可选的。
可选引脚RESET——仿真器输出至目标CPU的系统复位信号。

同样的，虽然RESET是可选的信号；但一般都建议接上，使得仿真器能够在连接器件前对器件进行复位，以获得较理想的初始状态，便于后续连接仿真。

4. JTAG与SWD有何不同

市面上有很多兼容SWD和JTAG协议的MCU和调试适配器，他们通常通过具有一组下载调试引脚，来实现下载和调试功能，这些引脚内部复用到SWD外设和JTAG外设。

SWD协议的优势：

SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败，但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的，只要你的仿真器支持。所以推荐大家使用这个模式。
在大家GPIO刚好缺一个的时候，可以使用SWD仿真，这种模式支持更少的引脚。
在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式，它需要的引脚少，当然需要的PCB空间就小。比如你可以选择一个很小的2.54间距的5芯端子做仿真接口。
SWD具有特殊功能，例如通过I/O线打印调试信息。

JTAG协议的优势：