大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子，今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦i.MX RT1xxx系列EVK上板載除錯器的用法，
本文是i.MXRT硬體那些事系列第二篇，第一篇痞子衡給大家整體介紹了i.MXRT官方EVK，從本文開始痞子衡將細聊EVK上的組件，今天要講的是一個非常經典而且常用的組件 - 板載除錯器，如今各大半導體廠商推出的EVK基本都會配置自己家設計的板載除錯器，方便客戶開箱即用，不需要自己額外準備仿真器，眾所周知，在嵌入式開發里除錯器的作用是非常巨大的，用好除錯器可以事半功倍，那么恩智浦出品的板載除錯器有哪些特點呢？痞子衡將會為你揭秘：
一、背景簡介
說到i.MXRT系列EVK板載除錯器的背景，那真是一段長長的歷史，恩智浦在2015年收購了飛思卡爾，這兩家知名半導體公司在這之前都設計了自己的板載除錯器，飛思卡爾是OpenSDA除錯器，主要用于Kinetis系列Tower/FRDM開發板；恩智浦是LPC-Link除錯器，主要用于LPC系列LPCXpresso開發板，i.MXRT系列是在兩家合并之后新推出的MCU產品，那么到底要采用哪一種板載除錯器呢？設計i.MXRT EVK的工程師也曾糾結過，這個糾結最終也反映到了i.MXRT EVK上，
i.MXRT系列最先發布的兩款芯片是RT1050、RT1020，其后是RT1060、RT1015、RT1010、RT1170...，讓我們分別打開它們EVK原理圖找到其中板載除錯器介面部分，如下所示：
早期i.MXRT芯片（RT1050/RT1020）EVK上配置的是OpenSDA除錯器，從RT1060以及之后的芯片開始，EVK上板載除錯器全部換成了Freelink（其實Freelink就是LPC-Link，在i.MXRT EVK上叫LPC-Link聽起來怪怪的，所以改了個名字），為什么會從OpenSDA除錯器換到Freelink除錯器？因為i.MXRT芯片主要是由原飛思卡爾團隊設計的，所以板載除錯器第一選擇當然是輕車熟路的OpenSDA，但是Freelink主控芯片LPC4322（雙核CM4+CM0, 204MHz）相比OpenSDA主控MK20DX128（單核CM4, 50MHz）要強大得多，使用LPC4322作為除錯器主控不僅性能更佳，未來功能拓展性也更好（君不見SEGGER J-Link從V10開始主控也選擇了LPC4300系列LPC4337），因此高性能的Freelink除錯器顯然更適合i.MXRT EVK，
看起來當前i.MXRT EVK存在兩種不同的除錯器介面，不過僅從功能上來說，OpenSDA和Freelink有區別嗎？其實沒有區別，恩智浦出廠為這兩種不同的除錯器主控燒錄了相同的韌體DAPLink，DAPLink是ARM官方開源的Cortex-M除錯器專案，在DAPLink專案主頁上，MK20和LPC4322均在器件支持串列里，并且ARM官方還為OpenSDA和LPC-Link電路做了I/O級別的兼容：
二、核心功能
上一節講了無論是OpenSDA介面還是Freelink介面的除錯器，其實從除錯使用角度來說，它們本質上都是DAPLink除錯器，其功能特點都取決于DAPLink韌體，繼續回到DAPLink專案主頁，可以看到如下功能介紹：
總體來說DAPLink韌體主要有三大功能，第一是CMSIS-DAP協議的在線除錯，知名IDE（Keil MDK、IAR EWARM）里都有CMSIS-DAP協議選項；第二是虛擬串口，嵌入式開發里，串口是常用的互動方式，DAPLink使用USB CDC虛擬了串口，為你省去了一個USB轉串口的模塊（如CH340T模塊）；第三是拖拽進U盤下載，DAPLink還額外做了一個U盤拖拽下載的功能，方便用戶將應用程式下載到片內/片外Flash里，需要注意的是，虛擬串口與U盤下載功能都是板級相關的，跟I/O連接以及Flash型號系結了，
三、使用示例
講完了DAPLink三大核心功能，下面痞子衡將結合恩智浦官方SDK里的示例工程為大家具體演示這三大功能，
3.1 準備作業
- 準備一塊IMXRT1050-EVKB（Rev.A）或者MIMXRT1060-EVK（Rev.A1），假設板載除錯器里的DAPLink韌體是完好的，
- 準備一臺PC，最好是Win10系統，如果是Win10以下系統需要手動安裝好 serial port driver，注意要連接EVK上安裝驅動，詳見 安裝注意事項，
- 準備一根Micro USB連接線，一端接上EVK的J14口，另一端連PC，EVK供電方式選擇DAPLink（將J1的Pin5和Pin6連接），
- 在PC上安裝至少一個IDE（MCUXpresso/MDK/IAR），痞子衡安裝的是IAR EWARM v8.32.2，
- 進入 MCUXpresso SDK Builder主頁 下載最新的RT1050或RT1060 SDK開發包，Toolchain全部勾選上，
一切準備作業就緒，你應該可以看到EVK上電源燈D3顯示黃色，這表明DAPLink供電正常，再打開設備管理器，可以看到如下三處設備，表明DAPLink驅動也在正常作業，
3.2 演示一：在線除錯
首先演示的是在線除錯，其實更準確的說是在內部SRAM中除錯，即利用板載DAPLink除錯器直接將應用程式下載進i.MXRT內部SRAM中，并跳轉到應用程式中單步執行，當然有朋友會疑問，除了在內部SRAM除錯，還有在外部SDRAM除錯和在外部SPI NOR Flash除錯，后兩種不是本小節討論的內容，痞子衡會在后續的文章中再細聊，
以RT1050-EVKB為例，使用IAR打開SDK里的 \boards\evkbimxrt1050\demo_apps\hello_world\iar 工程，hello_world是SDK里最典型的例程，該例程一共包含6個Project build（不算xx_debug/xx_release區別），其中debug或ram_0x1400_debug是鏈接到SRAM中的工程（.text段在ITCM里，.data段在DTCM里），這兩個build即可用作在SRAM除錯，選中debug工程，確認工程Options里的Debugger選的是CMSIS-DAP，然后點擊IAR選單欄上的“Download and Debug (Ctrl+D)”按鈕，便能進入單步除錯，
3.3 演示二：虛擬串口
繼續演示虛擬串口，RT1050/RT1060 SDK里hello_world例程使能的是UART1（GPIO_AD_B0_12/13），OpenSDA/Freelink主控芯片與i.MXRT芯片的UART連接正是這個，因此DAPLink虛擬出來的串口可直接用于hello_world例程，
進入hello_world工程單步除錯以后，隨便打開一個串口除錯助手，COM口設為39（與3.1節里設備管理器里設備號一致），然后直接按F5運行，可以在串口除錯助手接收區里看到"hello world."列印出來，如果沒有看到列印資訊，請檢查J30/J31（RT1050-EVKB）或J45/J46（RT1060-EVK）是否已連接，
3.4 演示三：U盤拖拽下載
最后演示U盤拖拽下載，前面講的在線除錯是把應用程式直接下載到i.MXRT內部SRAM中，斷電重啟后應用程式就丟失了，而U盤拖拽下載是將應用程式下載到外部SPI NOR Flash中，斷電重啟后ROM會負責啟動SPI NOR Flash中的程式，因此可以實作離線運行，如果你看過痞子衡 《i.MXRT啟動那些事》 系列文章，你應該知道所有型別的應用程式都可以存盤在SPI NOR Flash中，無論是在Flash中XIP執行，還是在SRAM/SDRAM中執行，但是這些需要離線運行的應用程式必須要加上必要的i.MXRT啟動頭（FDCB，IVT, BootData）形成Bootable image才可以存盤在SPI NOR Flash中，而U盤拖拽下載僅適用Bootable image，
仍以RT1050-EVKB為例，前面說過hello_world一共包含6個Project build，其中flexspi_nor_debug和flexspi_nor_sdram_debug工程可以直接生成Bootable image，因為這兩個Build使能了XIP_BOOT_HEADER_ENABLE，這個宏決定了evkbimxrt1050_flexspi_nor_config.c中的hyperflash_config結構體常量和fsl_flexspi_nor_boot.c中的image_vector_table、boot_data結構體常量是否會被鏈接進最終的可執行檔案，
痞子衡講過，U盤拖拽下載是跟Flash型別相關的，咱們再打開RT1050-EVKB原理圖，找到其中NOR Flash部分，從原理圖上來看，RT1050-EVKB有兩種型別NOR Flash可選，分別是八線HyperFlash（S26KS512SDPBHI02）和四線QSPI Flash（IS25WP064AJBLE），而默認連接的是八線HyperFlash，SDK例程里的flexspi_nor_xx build使能的啟動頭（FDCB）也正是對應HyperFlash（即evkbimxrt1050_flexspi_nor_config.c檔案里的hyperflash_config），
在進行U盤拖拽之前，首先需要設定RT1050-EVKB的撥碼開關SW7，從原理圖上看，SW7的3、4位對應Boot Mode，我們需要將Boot Mode設為2'b01，即設定i.MXRT芯片進入Serial Downloader模式，然后重新上電，再進行U盤拖拽下載，為什么需要這么做？這是因為如果i.MXRT芯片處于非Serial Downloader模式（比如Internal Boot），板子上電，ROM會嘗試初始化FlexSPI模塊去訪問外部Flash，如果FlexSPI模塊被初始化過一次，這可能會導致DAPLink中的FlexSPI驅動不能正常作業，
現在讓我們選中flexspi_nor_debug工程，確認工程Options里Output Converter中Output format選擇的是"Raw binary"，編譯工程生成可執行檔案hello_world.bin，然后將這個bin檔案拖拽進名為 "RT1050-EVK" 的虛擬U盤里：
U盤拖拽下載已成功，現在讓我們檢驗一下應用程式是否能夠離線運行，首先需要將Boot Mode設為2'b10，即設定i.MXRT芯片進入Internal Boot模式，然后還需要設定i.MXRT從外部SPI NOR Flash啟動，從原理圖上看，SW7的1、2位對應BOOT_CFG[9]、BOOT_CFG[6]，我們需要將BOOT_CFG[6]設成1'b0，即從FlexSPI1 NOR啟動，然后再將BOOT_CFG[9]設成1'b1，即FLASH_TYPE選擇010 - HyperFlash 1V8，與EVK上連接的Flash型別保持一致，此時斷電重啟，你應該可以看到hello world離線運行了，
至于RT1060-EVK的U盤拖拽下載，其實與RT1050-EVKB差不多，只是需要注意的是RT1060-EVK上默認連接的Flash是四線QSPI Flash，SDK例程里的flexspi_nor_xx build使能的啟動頭（FDCB）也對應的是QSPI Flash（即evkimxrt1060_flexspi_nor_config.c檔案里的qspiflash_config），U盤下載成后BOOT_CFG[9]需設成1'b0，即FLASH_TYPE選擇000 - Device supports 3B read by default，
四、更新韌體
講完了DAPLink除錯器的功能與使用，最后再介紹一下更新DAPLink韌體的方法，那么我們為什么需要更新DAPLink韌體？我們知道ARM官方一直在維護DAPLink專案，代碼也在不斷地更新，或修復bug或新增功能，使用最新的DAPLink韌體總不是壞事，有人可能會說，只要舊的DAPLink韌體功能足夠我使用，我就沒有必要更新，確實有一定道理，但出現如下兩種情況，你就不得不更新DAPLink韌體：
- 你為i.MXRT-EVK更換了Flash連接（比如從HyperFlash換到了QSPI Flash），而且你還想繼續使用DAPLink的U盤拖拽下載
- i.MXRT官方SDK的重大升級，并且DAPLink韌體與SDK存在某種聯系，據痞子衡所知，SDK 2.3.x的時候，DAPLink是可以自動為拖拽進U盤的裸image加啟動頭的，而到了SDK 2.6.x的時候，DAPLink就是直接下載Bootable image，
現在讓我們試一下更換DAPLink韌體，其實操作很簡單，你還記得DAPLink除錯器的U盤拖拽下載嗎？其實DAPLink韌體的更新也是用U盤拖拽下載的方式，因為DAPLink專案本身包含DAPLink Bootloader和DAPLink韌體，下載用戶應用程式我們借助的是DAPLink韌體，而更新DAPLink韌體，我們則需要借助DAPLink Bootloader，
首先讓我們準備一個DAPLink韌體，我們不需要去DAPLink專案主頁自己去編韌體，直接進到恩智浦 OpenSDA主頁 ，還是以RT1050-EVKB為例吧，默認DAPLink韌體是支持onboard hyper-flash的，我們現在將其換為支持onboard spi-flash的韌體，點擊DAPLink v0244 - Supports onboard spi-flash下面的Download Binary即可下載到k20dx_mimxrt1050_evk_qspi_if_crc_20180419.zip包，將包解壓后里面即是我們要的韌體（.bin格式），
有了新韌體，這時候需要讓DAPLink進入Bootloader模式，確認J27（RT1050-EVKB）/J43（RT1060-EVK）連接的是Pin1-2，然后按住SW4（RT1050-EVKB）/SW9（RT1060-EVK）按鈕，斷電重啟，如果出現名為 "MAINTENANCE" 的虛擬U盤，即表明進入DAPLink Bootloader模式成功，這時候將新韌體拖拽進去即大功告成，
至此，恩智浦i.MX RT1xxx系列EVK上板載除錯器的用法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
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