swd что это такое
Русские Блоги
Кратко опишите различия между различными интерфейсами отладки (SWD, JTAG, JLink, ULink, STLink)
Эта статья перепечатывается в блогеleon1741, Щелкните здесь, чтобы перейти к блогу оригинального автора
Я полжизни занимался разработкой встраиваемых систем и ARM. Программа отладкиНеизбежноиз. Я имел дело со многими спецификациями отладки, инструментами отладки и методами отладки, но взаимосвязь между ними не особенно ясна. Давайте взглянем сегодня:
Протокол JTAG
Когда был определен протокол JTAG, поскольку компьютеры (ПК) в то время обычно имели параллельные порты, используемый параллельный порт был определен при подключении к компьютеру. Сегодня компьютеры, не говоря уже о ноутбуках, сейчас на настольных компьютерах очень мало параллельных портов.Замени этоПортов USB становится все больше. Поэтому его редко можно увидеть на рынке.
SWD интерфейс
Последовательную отладку (Serial Wire Debug) следует рассматривать как режим отладки, отличный от JTAG, и используемый протокол отладки также должен отличаться, поэтому он наиболее непосредственно отражается в интерфейсе отладки. По сравнению с 20 выводами JTAG, SWD требует только 4 (или 5) контактов, и структура проста, но сфера применения не такая широкая, как JTAG.Основной отладчик также является режимом отладки SWD, добавленным позже.
Отличие SWD от традиционных методов отладки:
RDI интерфейс
Эмулятор JLink
Эмулятор ULink
Эмулятор ST-Link
ST-LINK специально дляSTMicroelectronicsЭмулятор для микросхем серий STM8 и STM32. Основные функции стандартного интерфейса SWIM и стандартного интерфейса JTAG / SWD, указанного в ST-LINK / V2:
SWD.Starter: Быстрый старт автоматизации тестирования UI на C# + Selenium WebDriver + PageObjects
Статья расскажет о том, как настроить фреймворк автоматизированного тестирования пользовательского интерфейса на языке C#, вместе с Selenium WebDriver и паттерном PageObjects.
Стартовый набор с открытым исходным кодом – SWD.Starter – поможет написать и запустить ваш первый тест в течении 10 минут. Кроме этого, предлагая архитектуру фреймворка, основанную на хороших практиках автоматизации тестирования.
Весь код SWD.Starter может быть полностью настроен под ваши задачи.
Что такое SWD.Starter?
SWD.Starter – это стартовый набор для вашего фреймворка автоматизации тестирования. Весь исходный код доступен на GitHub: dzhariy/SWD.Starter, а лицензия проекта (unlicense), позволяет вам использовать исходный код как угодно, хоть продавать.
SWD.Starter – это уже настроенный проект, содержащий весь необходимый инфраструктурный код для начала создания и запуска тестов пользовательского интерфейса через Selenium WebDriver.
SWD.Starter настойчиво рекомендует использование паттерна PageObjects. И в случае использования этого паттерна, вы сможете писать новый код авто-тестов действительно быстро, при этом, сохраняя красивую архитектуру и читабельность кода.
Что необходимо для начала
Для запуска проекта, вам будет необходимо следующее программное обеспечение:
Это обязательный шаг, иначе проект не скомпилируется:
Скопируйте chromedriver.exe и IEDriverServer.exe в папку SWD.Starter\webdrivers
А вот видео полной установки на чистую виртуалку (которую я скачал с modern.ie )
Что такое PageObjects и почему это настолько важно?
Если говорить просто, то подход в автоматизированном тестировании, с использованием PageObjects, заключается в том, что вы просто выносите весь код низкоуровневой работы со страницей (например, набор текста и нажатия мышкой по элементам) в отдельные классы.
Теперь ваши тесты не работают со страницей напрямую, вызывая низкоуровневые методы WebDriver, а используют более высокоуровневые операции, специфичные для каждой страницы.
Это сокращает количество строк кода в тестах, тем самым делая код более читабельным, понятным и надёжным.
Подход PageObjects – это альтернатива бот-стилю – вызову методов WebDriver из тестов напрямую.
В самом начале, бот-стиль кажется проще и понятнее чем использование PageObjects. Но, это огромное заблуждение, которое может привести ваш проект автоматизации к краху.
Со временем, когда количество тестов будет расти, в случае использования бот-стиля, вы будете тратить все больше и больше времени на их поддержку. В итоге, поддержка фреймворка автоматизации будет экономически не выгодной и руководством проекта будет принято решение вернутся к ручному тестированию. А уже написанный код останется только выбросить, по причине того, что он уже не соответствует реальному тестируемому приложению.
Тесты в бот-стиле подобны огромной не отсортированной куче книг. Когда ваша «куча» состоит всего из 10-ти книг, в ней можно разобраться без особых трудностей.
Но, что вас ждёт, когда количество книг возрастёт до 100? Поверьте, я вам не завидую. Просто потому, что сам через это уже прошёл.
С другой стороны, при использовании PageObjects, можно разложить все книги по полочкам. В книжных магазинах и на складах, содержится огромное количество книг. Тем не менее, продавцы могут быстро найти то, что вам нужно.
PageObject-класс – это книжная полка, позволяющая удобно организовать код работы с веб-страницей. А популярные языки программирования и IDE предоставляют значительно больше возможностей при использовании объектно-ориентированного программирования.
Тесты в бот-стиле
Основное преимущество тестов в бот-стиле то, что вы можете их «записать даже не зная языка программирования», при помощи таких инструментов, как Selenium IDE и Selenium Builder.
В результате, может получится нечто такое:
Такой подход может быть оправдан при выполнении одноразовых задач. Например, если вам необходимо создать 1000 пользователей через интерфейс приложения – достаточно записать создание одного, и с минимальными изменениями поместить код в цикл.
Такой подход будет губительным, если вы надеетесь на автоматизацию тестирования в долгосрочной перспективе.
Вот один небольшой пример:
Предположим, доступ к одной странице продукта осуществляется из 30-ти тестов. В один прекрасный день, программисты принимают решение поменять вёрстку страницы:
Теперь и элементы называются по другому, и «логика кликов» меняется.
В этом случае, вам будет необходимо внести изменение в 30 тестов, вместо того, чтобы сделать это в одном классе.
Как вы думаете, сколько времени эта интереснейшая работа займёт?
Тесты с использованием PageObject-классов
Если просто вынести куски кода и организовать все виде нескольких PageObject-классов, то с кодом теста происходят чудесные превращения: он стает понятным, появляются действия, которые можно переиспользовать в других тестах, вместо того чтобы копи-пастить вызовы WebDriver.
Обратите внимание, что в коде теста стало больше строк… Но, это ведь только за счёт комментариев и пояснений, которые важны для демонстрации в этой статье, но необязательны в вашем реальном коде.
Уберите все комментарии и пустые строки – и код все равно останется читабельным и сократится по количеству строк.
Ну что? Хотите создавать тесты, используя PageObject?
Первый Smoke-тест в SWD.Starter
Если вы задаётесь вопросом: с чего начать автоматизацию тестирования? То, у меня для вас есть очень простой ответ, который подойдёт в 99% случаев.
Начните со смоук тестов для каждой страницы приложения.
А теперь, давайте напишем первый тест для страницы регистрации нового пользователя Хабрахабр:
Покрыв все страницы приложения такими тестами – вы будете приятно удивлённы: метрики покрытия покажут покрытие больше 50%. Конечно же, мы понимаем, что метрика покрытия кода – не самая основная, но согласитесь, это – хороший результат.
Я надеюсь, что в ходе просмотра видео, вы заметили несколько интересных вещей?
Например, что в проекте уже готова инфраструктура для смоук-тестов PageObject-классов.
И чтобы добавить тест – необходимо просто его записать, сгенерировать код… и следовать инструкциям в сгенерированном коде.
А в самом начале, мы видим строку кода:
которая: открывает браузер, переходит по нужному URL… и закрывает браузер.
Не много ли это для одной строки?
И почему открылся именно FireFox, а что если я хочу Internet Explorer?
Об этом и многом другом – ниже.
Хорошие практики в автоматизации тестирования
Вы знаете, опасно называть практики «лучшими», и поэтому, оставим просто «хорошими».
Время от времени, я описываю такие практики в виде небольших заметок, которые иллюстрируют конкретное решение, но, к сожалению, не показывают общей картины.
Для того, чтобы показать, как хорошие практики работают вместе, я и начал работу над SWD.Starter.
Вот, например, по статье Автоматическое создание Браузера и инициализация PageObject как раз и был реализован SwdBrowser. А PageObject классы, унаследованные от CorePage – умеют самостоятельно инициализировать веб-элементы.
А в заметке WebDriverWait и PageObject, я рассказываю, как добавить «умные» методы ожидания элементов для PageObject, по типу WebDriverWait для обычных элементов.
Все это уже вошло в SWD.Starter. И если вас интересует решение конкретной проблемы – просто посмотрите код, а я, со временем, сделаю так, чтобы в нем можно было легко разобраться. Уже сейчас, некоторые классы в достаточной мере документированы, например – Swd.Core.Configuration.Config Class. А комментарии для некоторых классов уже есть в коде, но пока ещё не мигрировали в Doxygen.
Структура проекта SWD.Starter
В Swd.Core расположен только общий код, который, в дальнейшем, можно расширить в дочерних проектах по тестированию.
Пример такого тестового проекта – DemoProject.
Тестовый проект состоит из двух основных подпроектов:
Обратная связь, лицензия и сотрудничество
Лицензия проекта позволяет вам производить любые действия с кодом проекта, которые может ограничить лишь ваша фантазия. (http://unlicense.org/)
Код можно видоизменять, использовать в коммерческих целях, выкладывать на торренты и майнить биткоины, если хотите.
Но, мне бы было очень полезно получить от вас обратную связь. Оставить комментарии можно как тут, так и на странице проекта на Github.
А лучше всего, если вы отправите реальный чёткий пацанячий pull-request в репозиторий на github.
Но, если это будет огромное изменение с перелапачиванием половины кода, то, неплохо было бы вначале его обсудить.
Swd что это такое
Технология JTAG широко применяется для тестирования электронных устройств, чаще всего основанные на микроконтроллерах, CPU, CPLD и/или FPGA. JTAG также позволяет аппаратную отладку, чтение/запись памяти, управление ножками I/O, анализ на производительность работающего кода (здесь приведен перевод статьи [1]).
Технология SWD (расшифровывается как Serial Wire Debug) это более современная версия JTAG, требующая для работы только 2 сигнальных выводов вместо как минимум 4 у стандартного JTAG (иногда добавляется еще один сигнал, что доводит количество сигнальных проводников до 5). SWJ это комбинация SWD и традиционного JTAG. Однако на высшем уровне оба этих интерфейса предоставляют аналогичные функции с разными вариациями, зависящими от управляющего ПО и от аппаратного обеспечения.
С одной стороны эта функциональность должна поддерживаться в целевом устройстве (target device). Порт отладки (Debug Port) часто называют JTAG-DP для JTAG и SW-DP для SWD. Устройство с поддержкой SWJ часто комбинирует в себе оба этих стандарта, при этом SWD-сигналы SWDIO и SWCLK повторно используются как JTAG-сигналы JTMS и JTCK (таким образом, SWJ обеспечивает обратную совместимость с традиционным JTAG). Большинство 32-битых микроконтроллеров и чипов SoC имеют на борту один из таких интерфейсов (или оба).
С другой стороны Вам нужен SWJ-адаптер, который может обмениваться данными с устройством по протоколу JTAG и/или SWD. SWJ могут стоить недорого ( 1000$), в зависимости от качества аппаратуры и ПО (и от бренда производителя). Ниже перечислены несколько описаний SWJ-адаптеров.
[ST-Link v2]
ST-LINK/V2 это адаптер от STMicroelectronics, очень удобный для прошивки микроконтроллеров STM8 и STM32 этой компании, таких как серия STM32 F1. Адаптер поддерживает интерфейсы JTAG, SWD и SWIM (последний применяется для STM8).
Эти SWJ-адаптеры основаны на микроконтроллерах STM32F1xx ARM Cortex M3. Любопытно, что адаптер на основе микроконтроллера STM32F1xx применяется для программирования и отладки таких же микроконтроллеров STM32F1xx.
Использование ST-LINK/V2 на Linux. Для нормального использования сначала добавьте правила для обычного пользователя, чтобы можно было получить доступ к этому устройству (правило udev, основанное на идентификаторах VID и PID адаптера, показываемых lsusb). Это делается только один раз перед тем, как адаптер подключается для непосредственного использования:
Для подключения к микроконтроллерам STM32F1xx ARM Cortex M3 используется OpenOCD [9]:
[Клон ST-LINK/V2]
Это полностью содранный с оригинала ST-LINK/V2. Он поставляется в таком же корпусе, с такими же кабелями, выглядит так же, сохранено даже название печатной платы (MB936). Но сама плата не такая же, список деталей (BOM) не совпадает с оригинальным.
Оригинальный адаптер снабжен дополнительной защитой от статического электричества, защитными резисторами и трансивером, позволяющим работать с уровнями сигнала от 1.65V до 5.5V. В клоне это полностью отсутствует, поскольку сигналы интерфейса напрямую подключены к микроконтроллеру. Таким образом, поддерживаются только уровни сигналов 3.3V на отлаживаемой/программируемой системе, и иногда 5V, потому что выводы микроконтроллера допускают по входу уровни 5V (5V tolerant).
[ST-LINK V2 aluminium]
Существует несколько версий плат этого варианта адаптера, и может также отличаться цоколевка.
2014-06-22 ST-LINK V2. Ниже показана схема и внешний вид этих адаптеров.
В адаптере используется интересный трюк для подключения двух светодиодов (LED) на одной ножке порта (PA9):
• Когда ножка выхода порта установлена в лог. 1, зажигается один светодиод
• Когда эта же ножка переводится в лог. 0, зажигается другой светодиод
• Когда ножка переводится в состояние висящего входа, оба светодиода выключается
• Когда выход работает в режиме ШИМ (PWM), Вы можете смешивать эти 2 цвета светодиодов (красный и синий). Это происходит потому, что глаз не замечает быстрых мерцаний, светодиоды находятся рядом и светят в маленькую дырку по центру.
Тот же самый адаптер, но с другой цоколевкой. Выглядит очень похоже на вышеописанный адаптер, но цоколевка сигналов разъема сильно отличается (кроме питания), и используется только один светодиод. На плате нет никакой маркировки сигналов.
2016-01-18 MX-LINK V2. У этого адаптера логотип «M» вместо логотипа ST, что возможно соответствует маркировке «MX-LINK V2» на плате.
[Baite]
Это аналог ST-Link V2 с поддержкой JTAG, SWD и SWIM (для STM8) [2].
Автор статьи [1] сделал для этого адаптера стикер с цоколевкой сигналов.
 |  |
Автор также перерисовал по плате схему. Все выводы коннектора защищены резисторами 220 ом.
Baite-V2A. Более новая версия промаркирована «V2A» (под кварцем), но схема почти такая же, со следующими изменениями:
• Присутствуют все ножки микроконтроллера (есть даже маска пайки между ними).
• Добавлен порт SWD.
• STM32F103C8 заменен на STM32F101CB, но используется как STM32F103 (так же, как в других дешевых адаптерах).
• Используются пассивные элементы меньшего размера.
• Некачественная разводка платы.
[Black Magic Probe]
Адаптер Black Magic Probe [3] (известный как BMP) очень интересный SWJ-адаптер, потому что в него встроен сервер GDB. Таким образом, не нужно запускать сервер OpenOCD, чтобы управлять адаптером SWJ. Вы можете напрямую подключить GDB к этому адаптеру (через драйвер USB CDC ACM).
В этом адаптере также есть порт UART (через второй канал USB CDC ACM). Это очень полезно для отладки в реальном времени, без точек останова (для обмена сообщениями printf).
Поставляемая аппаратура имеет следующие недостатки:
Из-за того, что firmware этого адаптера открыто (open source), его можно портировать на другую аппаратуру, и народ реально этим пользуется [4]. Проект был портирован [5] на blue pill [6]. Также он был портирован и на клон ST-Link V2 [7], но на нем больше нет дополнительного UART. Автор решил сделать порт на baite [2]. На коннекторе используется меньше выводов питания, но зато получается достаточно функциональных выводов для добавления UART (и SRST).
Сборка firmware (ожидается интегрирование патча):
После получения двоичного кода нужно перепрошить им адаптер Baite. Как Вы можете видеть по схеме, выводы JTAG и SWD микроконтроллера не подключены (на плате нет контактных площадок, куда эти выводы припаяны). Но на обратной стороне платы можно найти контрольные точки, чтобы запрограммировать микроконтроллер через serial bootloader:
| Вывод | Сигнал |
| 1 (квадратный) | RX |
| 2 | TX |
| 3 | BOOT0 |
| 4 | +5V |
| 5 | GND |
Чтобы прошить Black Magic firmware автор использовал stm32flash. Поскольку flash защищена от чтения/записи, сначала нужно очистить эти биты опций.
Поскольку этот адаптер основан на микроконтроллере STM32F103C8 с 64 килобайтами flash, DFU bootloader дает возможность использовать только 56 килобайт памяти flash для основного приложения. Blackmagic firmware превышает этот размер, поэтому его нельзя прошить, если программное обеспечение DFU не игнорирует это ограничение. У микроконтроллера STM32F103C8 часто есть 128 килобайт flash, так что все еще можно прошить blackmagic firmware, используя serial bootloader (по адресу 0x08002000). Проверка во время прошивки (verification) гарантирует, что весь код firmware был успешно записан.
Отключите Baite, и снова подключите его через USB. В нем должно запуститься основное программное обеспечение, и операционная система хоста должна обнаружить два порта USB CDC ACM.
Вы можете перепрошить устройство из основного приложения, используя dfu-util (если Вы сможете перевести dfu-util в состояние игнорирования ограничения по размеру памяти):
Цоколевка нового «BMP Baite»:
| Сигнал | Вывод | Вывод | Сигнал |
| SRTST | 1 | 2 | +3.3V |
| +5V | 3 | 4 | JTCK/SWCLK |
| RX | 5 (ключ) | 6 | JTMS/SWDIO |
| GND | 7 | 8 | JTDO/TRACESWO |
| TX | 9 | 10 | JTDI |
Если Вы подключите SRST к сигналу NRST целевой отлаживаемой системы, то можно будет подавать на неё сброс без нажатия кнопки сброса на плате отлаживаемой системы (если конечно такая кнопка есть). Сигнал сброса генерируется следующей командой:
[Altera USB-Blaster]
USB-Blaster это адаптер от компании Altera. Он часто используется для прошивки FPGA, но по сути это обычный адаптер JTAG.
Внимание: вывод VCC
Сначала добавьте правила для обычного пользователя, чтобы он мог получить доступ к устройству (правило udev на основе идентификаторов VID и PID, показываемых lsusb). Это делается только один раз, перед тем как устройство подключается для непосредственного использования:
Чтобы можно было использовать этот адаптер, нужно перекомпилировать OpenOCD для USB-Blaster, чтобы использовалась библиотека libftdi (наверное потому что это клон).
Теперь Вы можете использовать адаптер, пример с микроконтроллером STM32F1:
Оригинальный адаптер Altera USB-Blaster использует чипы FTDI FT245 и MAX CPLD. Имеется множество его клонов разного качества и разной поддержкой диапазонов напряжения.
[SiLabs USB-Blaster]
Здесь используется микроконтроллер C8051F321 от Silicon Labs и 4-канальный буфер 74LVC125 (для преобразования уровней сигналов в пределах от 1.65V до 3.6V).
[PIC USB-Blaster]
Этот адаптер использует микроконтроллер PIC18F14 компании Microchip, без каких-либо буферов (поддерживаются только сигналы с уровнями 5V).
[ARMJISHU USB-Blaster]
Здесь используется STM32F101 от ST (как STM32F103 с поддержкой USB) и 8-канальный буфер 74HC244 (для преобразования уровней от 2.0V до 6.0V).
На схеме видно, что аппаратура может также управлять сигналами (на 3.3V) в случае, когда Vcc_target не подключен, и Вы можете добавить слот карт uSD или память SPI flash. Не известно, поддерживается ли этот функционал в программном обеспечении.
[SEGGER J-Link]
O-Link-ARM V8 [8], клон SEGGER J-Link.
Поддерживает JTAG, SWD, SWO, RTCK и опорное напряжение для регулировки уровней, что делает этот JTAG-адаптер наиболее полным.
[Цепочка сканирования JTAG]
Микросхемы с поддержкой JTAG имеют точки тестирования, которые называются Test Access Points (TAP). Один микроконтроллер может иметь несколько TAP, соединяемых в цепочку (scan chain). Несколько микросхем с TAP-ми также могут быть соединены (сигналами на печатной плате) в цепочку, это позволяет опрашивать все устройства на плате через одно подключение JTAG. Каждый TAP имеет идентификатор (IDCODE) и он может быть выбран индивидуально.
Иногда полезно перечислить все доступные TAP-ы на цепочке, чтобы узнать, какие есть устройства в системе. Это можно просто осуществить с помощью ПО urJTAG [10]. Пример с USB Blaster:
OpenOCD также сканирует цепочку, если нет предоставленных target (какой используется адаптер, все-таки определить нужно):
0x3ba00477 соответствует Cortex-M3 TAP, и 0x16410041 boundary scan TAP, как указано в документации на STM32F1xx.
Хотя ST-Link v2 с микроконтроллерами ST главным образом используется как адаптер SWD, он также поддерживает обычный JTAG. Оба этих протокола реализованы драйвером High Level Adapter (HLA). Но все выглядит так, как будто scan chain не поддерживается драйвером HLA.