代码收藏家技术教程 2024-06-17

详解 STM32 JTAG 模式与 SWD 模式的区别

在调试和编程 STM32 微控制器时，使用 JTAG（Joint Test Action Group）模式和 SWD（Serial Wire Debug）模式是两种常见的方法。它们在接口需求、调试能力、引脚数量、通信速度等方面各有特点。我们一般采用的的下载器如ST-LINK，两种模式均可使用，下文将详细介绍这两种模式的主要内容和区别。

1. 接口和引脚需求

JTAG 模式

引脚数量：JTAG 模式通常需要 5 到 6 个引脚。

TDI（Test Data In）：数据输入引脚，用于将测试数据输入到微控制器。

TDO（Test Data Out）：数据输出引脚，用于将测试数据从微控制器输出。

TCK（Test Clock）：测试时钟引脚，用于同步 JTAG 操作。

TMS（Test Mode Select）：测试模式选择引脚，用于在不同的测试模式之间切换。

TRST（Test Reset，可选）：测试复位引脚，用于复位 JTAG 状态机。

GND：接地引脚，用于提供电气地。

功能：JTAG 提供了全面的调试接口，能够支持调试、编程以及边界扫描测试（Boundary Scan Test），适用于复杂的调试需求。

复杂性：由于需要更多的引脚和复杂的连接，通常用于开发板和较大的嵌入式系统，调试功能强大但连接复杂。

SWD 模式

引脚数量：SWD 模式仅需要 2 个主要引脚。

SWDIO（Serial Wire Debug I/O）：双向数据输入输出引脚，用于传输调试数据。

SWCLK（Serial Wire Clock）：串行时钟引脚，用于为 SWD 提供时钟信号。

GND：接地引脚，用于提供电气地。

功能：SWD 是一种简化的调试接口，仅提供调试和编程功能，不支持 JTAG 的全部功能（如边界扫描），适合资源受限的应用或小型设备。

简单性：由于仅需 2 根信号线，连接简单，占用的引脚少，布线更为简洁，适合在空间和引脚受限的应用中使用。

2. 连接和布线

JTAG 模式：需要 5-6 根信号线，连接较复杂，占用更多的 PCB 布线资源。适合开发阶段复杂的调试需求，适用于原型开发和调试阶段。

SWD 模式：只需要 2 根信号线，连接更简单，占用较少的 PCB 布线资源。适合在空间受限的应用中使用，适用于生产环境和简单的调试需求。

3. 调试和编程速度

JTAG 模式：通常提供较高的调试和编程速度，适合大容量数据传输和复杂的调试操作。JTAG 接口的带宽较大，适合需要高效通信和实时数据监控的应用。

SWD 模式：由于是串行接口，速度可能比 JTAG 略慢，但在许多应用中速度足够，现代 SWD 实现已经优化到接近 JTAG 的速度，满足大多数调试和编程需求。

4. 复杂性和成本

JTAG 模式：由于需要更多的引脚和信号线，电路板设计更复杂，调试器的成本也可能更高。适合需要复杂调试功能的开发阶段和原型设计。

SWD 模式：由于引脚和信号线较少，电路设计更简单，调试器的成本较低。适合批量生产和成本敏感的应用场景。

5. 功能支持

JTAG 模式：

边界扫描：支持边界扫描测试功能，用于硬件调试和测试，使得开发者可以测试板级连接。

多核调试：支持多核调试（如果设备有多个内核），适合多核系统的调试需求。

丰富的调试功能：支持复杂的断点设置、实时变量监控和系统状态分析等调试功能，适合全面调试需求。

SWD 模式：

调试和编程：主要用于代码调试和程序烧录，适合基本调试需求。

实时监控：支持基本的实时监控功能，可以进行基础的断点设置和变量监控。

简化的调试功能：功能上不如 JTAG 全面，但对于大多数调试需求已经足够，适合资源受限的应用。

6. 应用场景

JTAG 模常用于开发阶段和复杂系统调试，适合需要全面调试功能的应用场景，如多核处理器、复杂板级调试等。在开发原型时，JTAG 提供了详细的调试信息和全面的功能支持。 SWD 常用于生产环境和空间受限的应用场景，适合简化调试和程序烧录的需求，如微控制器应用、小型嵌入式设备等。SWD 在小型设备和大规模生产中尤为适用。

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作者：给生活加糖！