ewarm付録情報・c++ の使用・アプリケーションに関する考慮事項...

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EWARM付録情報

IAR システムズ株式会社

改訂日： 2014年8月1日

www.iar.com 2Copyright(C)2014 IAR SYSTEMS, All rights reserved.

目次

• EWARMのマニュアルガイド• ARMの命令セット• インストールファイルとドキュメント• EWARMのオプション設定概要• ビルド時の生成ファイル• スタートアップシーケンス• CortexのCoreSight• デバッグコネクタ情報• SWV(SWO)機能• ETMトレース機能• デバッグウィンドウ• シミュレータ機能• EWARMの適化• EWARMの便利な開発テクニック• EWARMの速度性能評価手順• EWARM関連情報URL

Update

Update

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EWARM付録情報

• EWARMのマニュアルガイド


EWARMのマニュアルガイド

インフォメーションセンタからのリンク

M0 / M0+ M3 / M4



インフォメーションセンタ→ユーザガイド (1/3)

M0 / M0+ M3 / M4

・・・EWARMを使った開発の手順

・・・アプリケーションとしてのIDEの使い方

・・・EWARMのデバッグ設定・使い方

・・・コンパイラ/リンカの設定方法・使い方

・・・アセンブラの設定方法・使い方

・・・旧バージョンからのアップデート注意

・・・MISRA-C：1998チェッカの使用方法・説明

・・・MISRA-C：2004チェッカの使用方法・説明



インフォメーションセンタ→ユーザガイド (2/3)

M0 / M0+ M3 / M4

・・・インストール手順・ライセンスのクイックガイド

・・・インストール手順・ライセンスの詳細

・・・エミュレータ(ICE)固有のマニュアル

・・・CMSIS規格説明（ARM社提供）



ソフトウェア構成とマニュアルの関係

M0 / M0+ M3 / M4

IAR Embedd Workbench IDEIAR Embedd Workbench IDE

IDEツールIDEツール

エディタ

プロジェクトマネージャ

ライブラリビルダ

ライブラリアン

ビルドツール

ビルドツール

IAR C/C++ コンパイラ

アセンブラ

リンカ

IAR C-SPY

デバッガ

IAR C-SPY

デバッガ

シミュレータ

ハードウェアシステムドライバ

Powerデバッグ

RTOSプラグイン

設定開発デバッグ



推奨するマニュアル参照順序

M0 / M0+ M3 / M4

IAR Embedded Workbenchの使用開始の手順

IDEユーザガイド

C/C++コンパイラリファレンスガイド

C-SPYデバッガガイド

エミュレータ（ICE）固有のマニュアル

ILINK設定ガイド※IAR日本法人作成ガイドhttp://www.iar.com/Global/KK_pages/UserGuide/EW_IlinkGuide.JPN.pdf

EWARM全体概要の把握

アプリ操作プロジェクト設定

コンパイラ設定リンカ設定

リンカ設定実践

デバッグ設定デバッグ手法

ICEのスペック取り扱い方法

開発フェーズ



IAR Embedded Workbenchの標準的なマニュアル構成

M0 / M0+ M3 / M4

Part.1関連モジュールの概要説明

Part.2関連モジュールの詳細説明

教科書

辞書



Embedded Workbench IDEユーザガイド章目次

M0 / M0+ M3 / M4

パート1. プロジェクト管理とビルド・開発環境・プロジェクト管理・ビルド・編集

パート2. リファレンス情報・インストールファイル・IAR Embedded Workbench IDE リファレンス・一般オプション・コンパイラオプション・アセンブラオプション・出力コンバータオプション・カスタムビルドオプション・ビルドアクションオプション・リンカのオプション・ライブラリビルダオプション



C/C++コンパイラリファレンスガイド章目次

M0 / M0+ M3 / M4

パート1. ビルドツール・IAR ビルドツールの概要・組込みアプリケーションの開発・データ記憶・関数・ILINK を使用したリンク・アプリケーションのリンク・DLIB ランタイムライブラリ・アセンブラ言語インタフェース・C の使用・C++ の使用・アプリケーションに関する考慮事項

・組込みアプリケーション用の効率的なコーディング

パート2. リファレンス情報・外部インタフェースの詳細・コンパイラオプション・リンカオプション・データ表現・拡張キーワード・プラグマディレクティブ・組込み関数・プリプロセッサ・ライブラリ関数・リンカ設定ファイル・セクションリファレンス・スタック使用制御ファイル・IAR ユーティリティ・C 規格の処理系定義の動作・C89 の処理系定義の動作



C－SPYデバッガガイド章目次

M0 / M0+ M3 / M4

IAR C-SPY デバッガ・C-SPY を使用するにあたって・アプリケーションの実行・変数と式の扱い・ブレークポイントの使用・メモリとレジスタのモニタ・JTAGjet ドライバでのトレースデータの収集と使用・トレースデータの収集と使用・プロファイラの使用・Power ドメインのデバッグ・コードカバレッジ・割込み・C-SPY マクロの使用・C-SPY コマンドラインユーティリティ — cspybat・デバッガオプション・C-SPY ドライバについての追加情報・フラッシュローダの使用



同梱ドキュメント一覧 1/2

M0 / M0+ M3 / M4

AVIXPluginIarEwarm_v0500.pdfcmx_quickstart.pdfembOS_IAR_Plugin.pdfEW_MisraC1998Reference.ENU.pdfEW_MisraC2004Reference.ENU.pdfEWARM_ADSMigrationGuide.ENU.pdfEWARM_AssemblerReference.ENU.pdfEWARM_AssemblerReference.JPN.pdfEWARM_DDFFormat.pdfEWARM_DebuggingGuide.ENU.pdfEWARM_DebuggingGuide.JPN.pdfEWARM_DevelopmentGuide.ENU.pdfEWARM_DevelopmentGuide.JPN.pdfEWARM_HeaderFormat.pdfEWARM_HeaderTemplate.pdfEWARM_IDEGuide.ENU.pdfEWARM_IDEGuide.JPN.pdf

[Program Files]→[IAR Systems]→[IAR Embedded Workbench for ARM ***]→[arm]→[doc]

・・・デバッガ用DDFファイルフォーマット

・・・ヘッダファイルフォーマット・・・ヘッダファイルテンプレート

ENU:英語版JPN：日本語版上記がないものは英語版



同梱ドキュメント一覧 2/2

M0 / M0+ M3 / M4

EWARM_MigrationGuide.ENU.pdfEWARM_MigrationGuide.JPN.pdfEWARM_RealViewMigrationGuide.ENU.pdfFlashLoaderGuide.ENU.pdfFlashLoaderGuide.JPN.pdfIAR_KScard_QuickStart.pdfIAR_KScard_ROM_monitor_settings.pdfI-jet-ARM.ENU.pdfI-jet-ARM.JPN.pdfjet_usb_install.pdfJLink_J-TraceARM.pdfJLinkARM.pdfPEMicroSettings.pdfThreadX_IAR_C-SPY_Plugin.pdfuC-OS-II-KA-CSPY-UserGuide.pdf

[Program Files]→[IAR Systems]→[IAR Embedded Workbench for ARM ***]→[arm]→[doc]

・・・フラッシュローダ開発ガイド

ENU:英語版JPN：日本語版上記がないものは英語版

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• ARMの命令セット


ARMの命令セット

M0 / M0+ M3 / M4

ARMの命令種類

命令セットビット特徴

ARM 32bit フル命令セット＊パフォーマンス⾼いがコード密度低い

Thumb 16bit ARM命令のサブセット＊コード密度⾼いがパフォーマンスやや低い

Thumb2 16bit + 32bit Thumb命令のスーパーセット＊パフォーマンスおよびコード密度⾼い

ARMv6-MThumb

16bit + 32bit Thumb2命令のサブセット

名称ビット特徴

ARM6ARM命令

ARM7 ARM9 ARM11

ARM命令＋Thumb命令

命令セットを使い分ける際にはCPUのモード切替が必要

Cortex-M3/M4 Thumb2命令 CPUモードを変えることなく必要に応じて32bit命令を使⽤

Cortex-M0/M0+

ARMv6-MThumb

ほとんどの16bitThumb命令と、重要な6個の32bit Thumb命令

ARMファミリー毎の命令対応

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• インストールファイルとドキュメント


インストールファイル (1)

インストールファイルの構成

M0 / M0+ M3 / M4

EWARM 固有のファイル

EW 製品共通のファイル

ルートディレクトリ

各コンポーネントの実行ファイル

CMSIS関連ファイル

開発環境、プロジェクト設定に使用するファイル

リリースノート、ユーザガイド

C-SPYデバッガで必要なデバイスドライバ

サンプルプロジェクト

ヘッダファイル

ライブラリファイル

プラグインモジュール

RTOS関連ファイル

ライブラリ関連のソースファイル

チュートリアルプロジェクトファイル

共通コンポーネント用の実行ファイル

IDE設定保存用に使用されるファイル

リリースノート、ユーザガイド

プラグインモジュール


oarm¥bin 各コンポーネントの実行ファイル

oarm¥config 開発環境、プロジェクト設定に使用するファイル

oarm¥doc リリースノート、ユーザガイド

oarm¥drivers C-SPYデバッガで必要なデバイスドライバ

oarm¥example サンプルプロジェクト

oarm¥inc ヘッダファイル

oarm¥lib ライブラリファイル

oarm¥plugin プラグインモジュール

oarm¥src ライブラリ関連のソースファイル

oarm¥tutor チュートリアルプロジェクトファイル

インストールファイル(2)

arm ディレクトリの内容

M0 / M0+ M3 / M4


ocommon¥bin 共通コンポーネント用の実行ファイル

ocommon¥config IDE設定保存用に使用されるファイル

ocommon¥doc リリースノート、ユーザガイド

ocommon¥plugin プラグインモジュール

インストールファイル (3)

Commonディレクトリの内容

M0 / M0+ M3 / M4


重要マニュアル

M0 / M0+ M3 / M4

IAR Embedd Workbench IDEIAR Embedd Workbench IDE

IDEツールIDEツール

エディタ

プロジェクトマネージャ

ライブラリビルダ

ライブラリアン

ビルドツール

ビルドツール

IAR C/C++ コンパイラ

アセンブラ

リンカ

IAR C-SPY

デバッガ

IAR C-SPY

デバッガ

シミュレータ

ハードウェアシステムドライバ

Powerデバッグ

RTOSプラグイン

設定開発デバッグ

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• EWARMのオプション設定概要


EWARMのオプション設定概要

ツールオプションとプロジェクトオプション

M0 / M0+ M3 / M4

PCに保存されるツール全般オプション

プロジェクト固有のオプション設定


ツールオプション概要

M0 / M0+ M3 / M4

表⽰・操作性カスタマイズ

ビルドメッセージカスタマイズ

ビルド動作等カスタマイズ

ソースコード管理カスタマイズ

デバッグ時スタック解析動作等

カスタマイズ

デバッガ動作等カスタマイズ


プロジェクトオプション概要

M0 / M0+ M3 / M4

開発フロー

ターゲット設定ライブラリ設定

コンパイラ設定※最適化など

リンカ設定※メモリ配置、チェックサム

デバッグ⽤設定ICE選択

書き込み設定

ICE固有の設定※リセット・速度

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• ビルド時の生成ファイル


ビルド時の生成ファイル

生成ファイル一覧

M0 / M0+ M3 / M4

project1└─Debug

├─Exe│ project1.out│ project1.srec│└─List

project1.mapTutor.lstUtilities.lst

tutor_library└─Debug

└─Exetutor_library.a

生成ファイル説明

.out 実行可能ファイル(Elf/Dwarf形式)

.a ライブラリファイル

.srec (, .hex, .sim) Flashライター用などに変換されたファイル[プロジェクト]→[オプション]→[出力コンバータ]→[追加出力ファイルを生成]にチェック

.map リンク後のマップファイル[プロジェクト]→[オプション]→[リンカ]→[リスト]→[リンカマップファイルの表示]

.lst Cソースファイル毎の静的解析情報[プロジェクト]→[オプション]→[C/C++コンパイラ]→[リスト]→[リストファイルの出力]



.outファイル

M0 / M0+ M3 / M4

実⾏可能ファイル(Elf/Dwarf形式)



.aファイル

M0 / M0+ M3 / M4

ライブラリファイル



.srec(.hex, .sim)ファイル

M0 / M0+ M3 / M4

S010000070726F6A656374312E73726563ECS11300003804002019030000B3020000B30200000AS1130010B3020000B3020000B302000000000000BDS1130020000000000000000000000000B302000017S1130030B302000000000000B3020000B30200009DS113004038B52D2401201349486012490860022064S1130050040024B20A2C0FDA24B2200000F00DF8B8・・・S1130280A142F8D110BD00BF2C0000004C000000BAS11302B07047FEE7DDFFFFFF2C0000000800002070S11302C000000000BBFEFFFF080000005800000013S11302D0000000200000000000F009F8002801D010S11302E0FFF7C0FF0020FFF7ADFF00F002F8012088S11302F0704700F001B800000746384600F002F8E5S1130300FBE7000080B5FFF751FF024A11001820F7S1130310ABBEFBE726000200C046C046C046C0464ES10F0320FFF7DAFFFFFFFFFFFFFFFFFF06S9030319E0



.mapファイル

M0 / M0+ M3 / M4

*** PLACEMENT SUMMARY***

"A1": place at 0x00000000 { ro section .intvec };"P1": place in [from 0x00000000 to 0x0007ffff] { ro };"P2": place in [from 0x20000000 to 0x2000ffff] { rw, block CSTACK, block HEAP };

Section Kind Address Size Object------- ---- ------- ---- ------

"A1": 0x40.intvec ro code 0x00000000 0x40 vector_table_M.o [4]

- 0x00000040 0x40

"P2", part 3 of 3: 0x400CSTACK 0x20000038 0x400 <Block>CSTACK uninit 0x20000038 0x400 <Block tail>

- 0x20000438 0x400

********************************************************************************** STACK USAGE***

Program entry__iar_program_start: 0x00000319

Maximum call chain 112 bytes

********************************************************************************** MODULE SUMMARY***

768 bytes of readonly code memory44 bytes of readonly data memory

1 076 bytes of readwrite data memory

Errors: noneWarnings: none



.lstファイル

M0 / M0+ M3 / M4

¥ In section .bss, align 429 int callCount;

¥ callCount:¥ 00000000 DS8 4

30 31 /* Increase the 'callCount' variable by one. */

¥ In section .text, align 2, keep-with-next32 void NextCounter(void)33 {34 callCount += 1;

¥ NextCounter:¥ 00000000 0x.... LDR.N R0,??DataTable2¥ 00000002 0x6800 LDR R0,[R0, #+0]¥ 00000004 0x1C40 ADDS R0,R0,#+1¥ 00000006 0x.... LDR.N R1,??DataTable2¥ 00000008 0x6008 STR R0,[R1, #+0]

35 }¥ 0000000A 0x4770 BX LR ;; return

Maximum stack usage in bytes:.cstack Function------- --------

8 DoForegroundProcess8 -> GetFib8 -> NextCounter8 -> PutFib

0 NextCounterSection sizes:Bytes Function/Label----- --------------

4 ??DataTable224 DoForegroundProcess12 NextCounter4 callCount

28 main

4 bytes in section .bss68 bytes in section .text

68 bytes of CODE memory4 bytes of DATA memory

Errors: noneWarnings: none

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• スタートアップシーケンス


スタートアップシーケンス

M0 / M0+ M3 / M4

Vector No. Vector Offset 例外& 割り込み値

00 0x00 Stack Top sfe (CSTACK)01 0x04 Reset __iar_program_start02 0x08 NMI Default Handler03 0x0C Hard Fault Default Handler04 0x10 Memory Management Default Handler05 0x14 Bus Fault Default Handler06 0x18 Usage Fault Default Handler07~10 0x1C~0x28 Reserved 011 0x2C SVCall Default Handler12 0x30 Debug Monitor Default Handler13 0x34 Reserved 014 0x38 PendSV Default Handler15 0x3C SysTick Default Handler16 ~ 255 0x40~0x3FC External Interrupts Interrupt Handlers

__iar_program_start:bl __iar_init_core ; optionalbl __iar_init_vfp ; optional, enable VFP, thumb¥fpinit_M.sbl __cmain

__cmain:bl __low_level_init ; low_level_init.cbl __iar_data_init3 ; initialize data sections, init¥data_init3.cbl main

int main (void) { …… }

void xxx_InterruptHandler (void) { …… }

Cortex-M0/M3/M4Vector Table:

thumb¥vector_table_M.sor thumb¥cstartup_M.c

デフォルトプログラムエントリ:

thumb¥cstartup_M.sor thumb¥cstartup_M.c

main()前の初期化:

thumb¥cmain.s

User’s Application:

IAR DLIBランライムライブラリのコードただし上書き可能

ユーザコード

参照ジャンプ

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• CortexのCoreSight


CoreSight™テクノロジー：機能・接続まとめ

M0 / M0+ M3 / M4

名称接続 ICE 基本機能特徴

JTAG

I-jetJ-LinkJTAGjet

○ ・バウンダリスキャン・printfデバッグ

SWD

I-jetJ-LinkJTAGjet

○ ・必要信号数：2本・SWV使⽤可能・printfデバッグ

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

名称接続 ICE トレース⽅式特徴

SWV

I-jetJ-LinkJTAGjet

サンプリング・パソコンにリアルタイム転送・PC(プログラムカウンタ)取得・特定データのサンプリング・例外処理のトレース・(⾼速)prinfデバッグ・ピン数：1・データ⽋落可能性→⼤

ETM

JTAGjet-Trace

J-Trace

分岐トレース（実⾏）

・ICEのメモリに保存→ブレーク時にパソコンに転送・実⾏履歴を確実に追跡・対応しているかはCPU依存・タイムスタンプは誤差あり・データ⽋落可能性→⼩

※データ線の本数に依存する

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

CLKD0D1D2D3

デバッグ制御

トレース機能*M3/M4のみ

Serial Wire Debug

Serial Wire Viewer

Serial Wire Output

1,2,4本から選択

*JTAG-Traceは4本(4bit)固定Embedded Trace Macrocell


CoreSight™テクノロジー：可能組み合わせ

M3 / M4

JTAG SWD SWV ETMTMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

TMSTCKTDOTDI

nRESET

SWDIOSWDCLKSWO--

CLKD0D1D2D3

CLKD0D1D2D3

CLKD0D1D2D3

※ETMおよびSWVを同時に使⽤する際は、SWVのトレースデータはETMトレースバッファで収集され、実⾏が停⽌したタイミングで、表⽰更新されます。


CoreSight™テクノロジー：トレースタイミング

M3 / M4

main()

sub_1()

sub_2()

main()

sub_1()

sub_2()

SWVトレース

ETMトレース

トレース情報が取得できない

⼀定間隔でサンプリング

プログラムが分岐するタイミングでトレースバッファに出⼒


CoreSight™テクノロジー：よくある質問

M0 / M0+ M3 / M4

Q. デバッグに最⼩限必要なピン数は？デバイスと開発環境がSWDに対応していれば、3もしくは4本。

SWDデバッグで、最低限必要なピン数は3本（I/O、クロック、グラウンド）、もしくはこれにリセットを加えた4本。リセット機能は必須機能ではないため、最低ということであれば3本。

※グラウンドの本数が少ないと信号が弱くなったりノイズがのるリスクあります。（Jtagだと通常5本程度使⽤）。⼀般的にはおそらくグラウンドは1本でも開発可能ですが、この精度は、基板やICEの品質にも関わってくるためユーザー様にて確認の必要があります。

※SWDは、⼀般的にCortex A,R,Mに対応していますが、デバッガとデバイスが共にSWDに対応していることが条件となります。


CoreSight™テクノロジー：機能・接続まとめ

M0 / M0+ M3 / M4

Q. SWDを使⽤すると信号線が減るが、クロック差やスピード差はあるか？

SWDやJTAGと⽐べて信号線が減りますが、実際にはCPUとの通信以外の制御部分が処理の⼤半を占めるため、デバッガの動作速度の低下を体感することはありません。

Q. JTAGとSWDを⽐べて、できることできないことは？

[JTAGでできてSWDできないこと]JTAG本来の機能である端⼦のバウンダリスキャンテスト

[SWDでできてJTAGでできないこと]トレース機能であるSWVトレース

[その他SWDのメリット]デバッグ⽤の端⼦数の現象( 5->2 )上記に伴うコネクタ実装⾯積の現象


CoreSight™テクノロジー：関連URL

M0 / M0+ M3 / M4

ARM社HPの解説

SWD

http://www.arm.com/ja/products/system-ip/debug-trace/coresight-soc-components/serial-wire-debug.php

ETM

http://www.arm.com/ja/products/system-ip/debug-trace/trace-macrocells-etm/index.php

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• デバッグコネクタ情報


デバッグインタフェースコネクタ:I-jet（1）

ハーフピッチ20ピンコネクタ:MIPI-20（JTAG, SWD/SWV）

M0 / M0+ M3 / M4

標準対応（ケーブル付）11pin, 13pinから5V供給可能



ハーフピッチ10ピンコネクタ:MIPI-10（JTAG, SWD/SWV）

M0 / M0+ M3 / M4

標準対応（ケーブル付）ピン配置はハーフピッチ19ピンコネクタの1～10番と同じ



標準ピッチ20ピン変換アダプタ:ARM-20（JTAG,SWD/SWV用）

M0 / M0+ M3 / M4

アダプタ標準添付19pinから5V供給可能


デバッグインタフェースコネクタ:JTAGjet-trace

ハーフピッチ20ピンコネクタ:MIPI-20（JTAG/,SWD, ETM）

M0 / M0+ M3 / M4

標準対応（ケーブル付）※ピン機能詳細は「ETMトレース機能」を参照


デバッグインタフェースコネクタ:J-Link（1）

標準ピッチ20ピンコネクタ（JTAG、SWD/SWV用）

M0 / M0+ M3 / M4

JTAG接続 SWD/SWV接続

J-Link、J-Traceでは標準対応（ケーブル付）19pinから5V供給可能



ハーフピッチ19ピンコネクタ（JTAG、SWD/SWV

M0 / M0+ M3 / M4

J-Traceでは標準対応（ケーブル付）J-Linkで使用する場合は変換ケーブル（別売）が必要11pin, 13pinから電源供給可能



ハーフピッチ9ピンコネクタ（JTAG、SWD/SWV用）

M0 / M0+ M3 / M4

J-Link、J-Traceで使用する場合は変換ケーブル（別売）が必要ピン配置はハーフピッチ19ピンコネクタの1～10番と同じ


デバッグインタフェースコネクタ例

M0 / M0+ M3 / M4

コネクタ種類コネクタ例

ハーフピッチ20(19)pin*MIPI-20

SAMTEC：FTSH-110-01-L-DV-K

ハーフピッチ10(9)pin*MIPI-10

SAMTEC：FTSH-105-01-L-DV-K

フルピッチ20(19)pin*ARM-20

Harting：09185206803Molex：90635-1202Tyco Electronics：2-215882-0

*J-Linkマニュアルではキーpinを除いて19pin/9pinと記述

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• SWV(SWO) 機能


MCUの対応• Cortex-M3/M4

SWVトレース対応エミュレータ(ICE)• I-jet / I-jet-Lite / SEGGER社 J-Linkが対応

コネクタの対応• SWOピンの接続に対応したコネクタが必要

接続⽅式• SWD接続を選択

レジスタ設定によるSWOポートピンの有効化• MCUによってはSWOポートピンが多重化されて他の機能に割り当てられていることがあるため、FWまたはマクロで有効化する必要がある

SWV機能の使用条件

M3 / M4


SWV対応コネクタ

M3 / M4

SWD接続

SWOピン


SWV機能使用時のプロジェクト設定

M3 / M4

[デバッガ]

[I-jet / JTAGjet]

[設定]→[ドライバ]を[I-jet/JTAGjet]を選択

[I-jet/JTAGjet] → [JTAG/SWD]でインタフェースに[SWD]を選択

※[一般オプション]→ライブラリ設定stdout/stderrがSWO経由になっていると強制的にSWDが選択される


SWV(SWO)機能：SWVトレース

M3 / M4

■こんなときに・・・

• コードの流れをバックトレースしたい

• コード実⾏時のタイムスタンプを⾒たい

など

*補⾜• SWVトレースは１秒間に数千サンプリング程

度なので、実⾏コード全てを追うことできない。


SWV(SWO)機能：SWVトレース使用方法

M3 / M4

1.SWOトレースウィンドウ設定

2. SWOトレース

3. デバッグ開始

3. 右クリックして[有効]


SWV(SWO) 機能：コードカバレッジ

M3 / M4


• 実装されているコードが想定通りに実⾏されているか確認したい。

など

*補⾜• デフォルトで有効となっている「コードカバ

レッジ」プラグインの機能を使⽤

• サンプリングタイミングにより、抜け落ちることがあるが、⻑時間トレースすることで信頼性のあるデータとなる。


SWV(SWO)機能：コードカバレッジ使用方法

M3 / M4

※SWVトレースが可能な状態で・・

1.コードカバレッジ

2.右クリックして[有効化]

3.デバッグ実行

4.[更新]

コードカバレッジが更新表示される


SWV(SWO) 機能：データログ

M3 / M4


• 特定の変数やアドレスへの読み書きアクセスをロギングしたい。

• 上記アクセスの時間を知りたい

など

*補⾜• 変数またはアドレスは４つまで指定可能


SWV(SWO)機能：データアクセスサマリー

M3 / M4


• データアクセスが何回あったか、読み書きが何回あったか確認したい。

など

*補⾜• 「すべてのアクセス」数が読み書きアクセス

の合計より⼤きい場合、アクセスの属性情報が正確にとれなかったサンプリングがある。


SWV(SWO)機能：データアクセス：タイムライン

M3 / M4


• データの変わったタイミングを時間軸上でみたい

• 他の割り込みなどとの時間関係を⾒たい

など

*補⾜• ⾚い箇所はオーバフローが発⽣


SWV(SWO)機能：データログ使用方法 (1/2)

M3 / M4

1.静的変数上で右クリック

2.’変数’のデータログブレークポイントを設定

3.[表示]→[ブレークポイント]

4.右クリックして[編集]5.ログ対象アクションを選択


SWV(SWO)機能：データログ使用方法 (2/2)

M3 / M4

1.データログ

2.右クリックして有効化

1.デバッグ開始


SWV(SWO)機能：割り込みログ

M3 / M4


• プログラム実⾏中に発⽣した割り込みや例外をロギングしたい

• 割り込みハンドラ関数の処理でかかった時間を知りたい

など


SWV(SWO)機能：割り込みログ一覧

M3 / M4


• 各割れ込みの発⽣回数や発⽣頻度を確認したい

など


SWV(SWO)機能：割り込みログ：タイムライン

M3 / M4


• 割り込みの発⽣タイミングを時間軸上で⾒たい

• 割り込みハンドラの処理にかかった時間を時間軸上で⾒たい

• その他のイベントとの関係を時間軸上で⾒たい

など


SWV(SWO)機能：割込みログ使用方法

M3 / M4

1.割込みログ 2.右クリックして[有効化]

3.デバッグ開始


SWV(SWO)機能：ITMイベント:ログ

M3 / M4


• コードの実⾏タイミングを正確に知りたい

• 実⾏時の変数の値を⾒たい

• マルチタスクの各タスク⼊り⼝出⼝に仕掛けて、タスク状況を把握したい

など

*補⾜• ソースコード上で

arm_itm.hをincludeITM_EVENT8_WITH_PC(1,1)と記述

• チャンネルは1-4

*参考URLhttp://supp.iar.com/Support/?note=26891http://netstorage.iar.com/SuppDB/Public/SUPPORT/004765/Time%20measurement%20by%20SWO.pdf


SWV(SWO)機能：ITMイベント:サマリー

M3 / M4


• 各チャンネルのITMイベント発⽣回数や頻度を知りたい

• 実⾏時間が適正な間隔になっているか知りたい

• ウォッチしている値が適正な値になっているか知りたい

など


SWV(SWO)機能：ITMイベント:タイムライン

M3 / M4


• ITMイベントの発⽣タイミングを時間軸上で⾒たい

• 各ITMイベント間の関係や割り込みなどのと関係を時間軸上で⾒たい

• イベント間をドラッグドップで、経過時間を知りたい

など


SWV(SWO)機能：ITMイベント使用方法

M3 / M4

1.arm_itm.hをインクルード

2.マクロをコードに記述

4.イベントログ

5.右クリックして[有効化]

6.デバッグ開始3.ビルド＆ダウンロード


SWV(SWO)機能：タイムライン表示使用方法

M3 / M4

1.タイムライン

2.表示したい機能の上で右クリックして[有効化]

3. 右クリックして[ズーム]→[任意の時間軸]

4. デバッグ開始

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EWARM付録情報

• ETMトレース機能


MCUの対応• ETM機能の実装はMCUベンダの選択による• Trace Dataピン(1-4本)はMCUベンダの選択による

トレース機能付きエミュレータ(ICE)を使⽤• JTAGjet-Traceが対応• SEGGER社J-Traceが対応

コネクタの対応• トレースピンの接続に対応したコネクタが必要

レジスタ設定によるトレースポートピンの有効化• MCUによってはトレースポートピンが多重化されて他の機能に割り当てられていることがあるため、FWまたはマクロで有効化する必要がある

ETMトレース機能の使用条件

M3 / M4


ETMトレース対応コネクタ

M3 / M4

ETMトレース用クロック

ETMトレース用データポート


ETMトレース使用時のプロジェクト設定:JTAGjet-trace

M3 / M4

[デバッガ]

[I-jet / JTAGjet]

[設定]→[ドライバ]を[I-jet/JTAGjet]を選択

[I-jet/JTAGjet]の特別な設定はなし


デバッグ画面での[ETMトレース設定]

M3 / M4

※デフォルト設定で動作可能

設定項目の詳細は[ヘルプ]→[Embedded Workbench デバッグガイド]を参照


ETMトレース用のブレークポイント設定

M3 / M4

トレース取得を開始したいコード上で右クリックし、[ブレークポイントの切り替え(トレース開始)]を指定

トレースを停止したいコード上で[ブレークポイントの切り替え(トレース停止)]を指定※ブレークしたときに、トレースデータがICEから読み出され画面に表示される


ETMトレース機能：[ETMトレース]

M3 / M4

[ETMトレース]

実行されたコードを表示


ETMトレース機能：[ETM関数トレース]

M3 / M4

[ETM関数トレース]

ETMトレースで取得したデータを関数遷移で表示


ETMトレース機能：[コードカバレッジ]

M3 / M4

[逆アセンブリ]→[コードカバレッジ]

ETMトレースで通過したアドレスに◆を付ける。


ETMトレース機能：[タイムライン]→[コールスタック]

M3 / M4

[タイムライン]

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EWARM付録情報

• デバッグウィンドウ


デバッグウィンドウ：ブレークポイント

M0 / M0+ M3 / M4


• ブレークポイントの⼀覧が⾒たい

• ブレークポイントを貼っているソースコードに⾶びたい

• ⼀時的にブレークポイントを全て無効にしてデバッグしたい。

• ブレークポイントを削除したい

• ブレークポイントを編集したい

など


デバッグウィンドウ：逆アセンブリ

M0 / M0+ M3 / M4


• アセンブラレベルでステップ実⾏したい

• 実⾏中のアドレスを⾒たい

• ライブラリなど、ソースファイルのないプログラムをデバッグしたい。

• 最適化の影響を確認したい

など


デバッグウィンドウ：メモリ

M0 / M0+ M3 / M4


• 現在のメモリの値を⾒たい

• メモリをPC上の保存したい

• メモリ上でデータを検索したい

など


デバッグウィンドウ：シンボルメモリ

M0 / M0+ M3 / M4


• アドレス順に変数や関数の⼀覧を⾒たい。

など


デバッグウィンドウ：レジスタ

M0 / M0+ M3 / M4


• 現在の各種レジスタの値が⾒たい

• デバッグ⽤にレジスタの値を変えてみたい

など


デバッグウィンドウ：ウォッチ

M0 / M0+ M3 / M4


• 特定の静的変数やグローバル変数の値をモニタリングしたい

• ローカル変数の値をスコープ内でモニタリングしたい

など


デバッグウィンドウ：ローカル

M0 / M0+ M3 / M4


• 関数内のローカル変数や引数を⾃動的にモニタリングしたい

など


デバッグウィンドウ：静的変数

M0 / M0+ M3 / M4


• プログラム内の静的変数やグローバル変数を⾃動的にモニタリングしたい

など


デバッグウィンドウ：自動(オート)

M0 / M0+ M3 / M4


• ステップ実⾏でデバッグをしているときに近辺の変数や関数情報を⾃動的にモニタリングしたい

など


デバッグウィンドウ：ライブウォッチ

M0 / M0+ M3 / M4


• 特定の静的変数やグローバル変数を、プログラム実⾏状態のまま定期的にモニタリングしたい

など


デバッグウィンドウ：クイックウォッチ

M0 / M0+ M3 / M4


• 変数を簡単な式で評価したい* data > 200 など真なら1

• 任意のタイミングでC-Spyマクロを実⾏したい

など

*補⾜• C-Spyマクロは⾮常に強⼒かつ柔軟

[ヘルプ]→[Embedded Workbench デバッグガイド]の[C-SPY マクロの使⽤]を参照


デバッグウィンドウ：呼び出しスタック

M0 / M0+ M3 / M4


• 実⾏中の関数の呼び出し元を知りたい

• 各関数の引数も⾒たい

など


デバッグウィンドウ：スタック

M0 / M0+ M3 / M4


• 現在のスタック使⽤状況を⾒たい

• 現在のスタック使⽤率を⾒たい

• それまでの最⼤スタック使⽤量を知りたい

など

*補⾜• OSを搭載している場合、OS側で各タスクの

スタックを管理するので、別途プラグインなどを活⽤してスタック管理


デバッグウィンドウ：ブレークポイント

M0 / M0+ M3 / M4


• printfデバッグがしたい

• デバッグ⽤にパラメータなどをscanfでEWARMの画⾯上から⼊⼒したい

など

*補⾜• <stdio.h>をinclude

• コードサイズが⼤きくなってしまう場合は、[プロジェクト]→[オプション]→[⼀般オプション]→[ライブラリオプション]から調整可能。

• printfはデフォルトだとターミナルIOに出⼒されるが、putcharにユーザコードで実装することでUARTなどに変更可能


デバッグウィンドウ：イメージ

M0 / M0+ M3 / M4


• 現在のイメージ（デバッグ情報）を確認したい

など

*補⾜• ブートローダプロジェクトなどで複数バイナ

リをデバッグするとき以外は出番なし

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EWARM付録情報

• シミュレータ機能


シミュレータの設定

M0 / M0+ M3 / M4

[設定]→[ドライバ]を[シミュレータ]を選択


シュミレータでできること

M0 / M0+ M3 / M4

３．割込みを疑似発生

C-SPYシミュレータで出来ることは以下の通りとなります。1. 命令レベルのシミュレーション2. メモリの構成、検証3. 割込みシミュレーション4. イミディエイトブレークポイントとC-SPY マクロシステムを使用した周辺シミュレーション

１．ＣＰＵコア

４．C-SPYマクロ周辺の模擬

デフォルトではＣＰＵコア単体+メモリの状態でのシミュレーションが可能です。周辺や割込みを使うシミュレーションは3または4に関してユーザ側で準備が必要となります。

２．メモリ


割込みシミュレーション

M0 / M0+ M3 / M4

①

②

③

④

⑤必要な項目を設定して下さい。

ここでは、3の割込みシミュレーションの用い方を説明しますシミュレータ動作時に、①シミュレータ→②割込み設定割込み設定画面で、③割込みシミュレーションを有効にするをＯＮに

④新規作成を押す

割込みの編集画面になるので、⑤初回の割込みを起こしたいサイクル、周期などを設定してください。あとは通常の手順でシミュレーションを実施ください。


シミュレーションによる再現性

M0 / M0+ M3 / M4

ＣＰＵコア単体でのシミュレーションとなります。

EWARM_DebuggingGuide.JPN.pdfに「C-SPY シミュレー

タは、ターゲットプロセッサの機能をソフトウェアで完全にシミュレーションするため、ハードウェアがすべて揃っていなくてもプログラムロジックをデバッグできます。」と記載があるように、シミュレータは実機がない場合などに多く用いられており、実機がある場合には実機を用いてのソフト開発が適しています。

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EWARM付録情報

• EWARMの適化


適化

適化の設定

M0 / M0+ M3 / M4


• なし

• 低 *1• 中

• 高（バランス） *2• 高（速度）

• 高（サイズ）

*1 ビルド構成がDebugの場合の初期値

*2 ビルド構成がReleaseの場合の初期値

※ デバッグ時は、「なし」か「低」に設定してください。

適化

適化レベル

M0 / M0+ M3 / M4


• 変数の位置情報•変数のスコープおよび存在情報

• ステップポイント•ステップ実⾏時のソースコードと機械語の対応•関数のステップイン/アウト•ブレークポイントの設置

• コールスタック情報•関数を特定する情報およびコールスタック内での変数情報

適化

最適化とデバッグ⽤の情報保持

M0 / M0+ M3 / M4

最適化レベル変数の位置情報ステップポイントコールスタック情報なし保持保持保持低ほぼ保持保持保持中保持されない保持保持⾼保持されない保持されない保持


• プロジェクト全体• ソースグループ単位• ソースコード単位• 関数単位

適化

最適化の適⽤範囲

M0 / M0+ M3 / M4

プロジェクト全体

ソースグループ単位

ソースコード単位

関数単位



適化


M0 / M0+ M3 / M4

ダブルクリック

グループまたはソースコード個別に上書きする際には[継承した設定をオーバーライド]にチェック



適化


M0 / M0+ M3 / M4

関数単位

#pragma optimize の直下に記述された関数のみ適用される。

ファイルソースに適用されている適化レベルを下げる方向にのみ指定可能。※ファイルの適化レベルが[中]のコードに対して

#pragma optimize= high は適用できない。


適化

適化例1：共通部分式除去

M0 / M0+ M3 / M4

if ( a - b * c / 150 % 12 == 5) do_something();: :

return(a - b * c / 150 + 5);

コンパイラは、予め a - b * c / 150 を計算する関数を作成し、評価式とリターン値で結果を使用する。


適化

適化例2：ループ展開

M0 / M0+ M3 / M4

for ( i = 0; i < 3; i++){

j[i] = i;}

j[0] = 0;j[0] = 1;j[0] = 2;


適化の手法は、効果が一定の効果が保証されるものではなくコンパイラによって発見的、探索的に適用されます。

適化

適化の考え方

M0 / M0+ M3 / M4

デバッグのしやすさ、メンテナンスのしやすさを考慮し、サイズの削減が必要なコード、処理速度の追求が必要なコードごとに、適用範囲（ソースファイル/グループ）を限定して、高い適化レベルを適用することを推奨いたします。

各適用モジュール毎に単体テストを行い、効果的な適化オプションを試行してください。

適化の考え方

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EWARM付録情報

• EWARMの便利な開発テクニック


RAM上での関数実行

__ramfunc キーワードを関数の前に追加するだけ

M0 / M0+ M3 / M4

__ramfunc void foo(void);

注意:main関数開始前には使用できません


デバッグ開始と同時にプログラムをスタート

[デバッガ]→[Run to]に__exitを指定するだけ

M0 / M0+ M3 / M4

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EWARM付録情報

• EWARMの速度性能評価手順


速度の性能評価の全体手順

M0 / M0+ M3 / M4

1. プロジェクトのビルド設定1. 適切なCPUの選択2. コンパイラオプション設定3. リンカ設定4. デバッガ設定

2. ソースコード上の設定1. CPUクロックの設定2. ITMイベントの埋め込み *M3/M4のみ3. RAM関数化

3. ビルド結果の評価1. .mapファイルからの情報

4. 処理時間の測定 *M3/M4のみ1. SWOトレース(ITMイベント)の利⽤


１．プロジェクトのビルド設定

1.適切なCPUの選択

M0 / M0+ M3 / M4



2.コンパイラオプション設定

M0 / M0+ M3 / M4

最適化レベル[⾼]のときのみ[速度][サイズ][バランス]の選択が可能

[ 適化]



2.コンパイラオプション設定

M0 / M0+ M3 / M4

[複数ファイルのコンパイル] C C C

Cまとめてコンパイルすることで最適化の効率上昇

※デバッグは困難になる



3.リンカ設定

M0 / M0+ M3 / M4

[ 適化]



3.リンカ設定

M0 / M0+ M3 / M4

[コードをRAMに展開]

※例//initialize by copy { readwrite };initialize by copy { readonly, readwrite };

リンカ設定ファイルの中⾝をエディタで編集

詳細は[ヘルプ]→[Embedded Workbench C/C++開発ガイド]コードを初期化する（ROM から RAM にコピーする）を参照



3.リンカ設定

M0 / M0+ M3 / M4

[リスト]

ビルド時にmapファイルが同時⽣成される



4.デバッガ設定

M0 / M0+ M3 / M4

[J-Link/J-Trace]→[設定]

CPUクロックを実際のクロックと合わせる



4.デバッガ設定

M0 / M0+ M3 / M4

[J-Link/J-Trace]→[SWD]

インタフェースでSWDを選択(ITMイベント⽤)


2．ソースコード上の設定

1.CPUクロックの設定

M0 / M0+ M3 / M4

測定対象箇所の前でPLLの設定やプリスケーラの設定などを搭載しているクロックに合わせて⾏う。

※実際のコードやサンプルプロジェクトやデータシートを参照



2.ITMイベントの埋め込み

M3 / M4

#include “arn_itm.h”を記述

ITM_EVENT8_WITH_PC(1,0);測定対象箇所ITM_EVENT8_WITH_PC(1,100);と記述

※ITM_EVENTn_WITH_PC(Channel,value);



3.RAM関数化

M0 / M0+ M3 / M4

__ramfuncを対象の関数の前に設定リンカ設定で[コードをRAMに展開]を適⽤している場合は効果なし。


3．ビルド結果の評価

1.mapファイルからの情報

M0 / M0+ M3 / M4

Outoutフォルダのプロジェクト名.mapファイルをダブルクリック




M0 / M0+ M3 / M4

ROMサイズ、RAMサイズの確認必要なROMサイズ896 + 5,124 = 6020

必要なRAMサイズ5,088 + 13,828 = 18,916

RAM上にコードをコピーして実⾏するときのみ出現




M0 / M0+ M3 / M4

最⼤スタック使⽤サイズの静的解析情報

確保する必要があるスタックサイズ


4．処理時間の測定

1. SWOトレース(ITMイベント)の利⽤

M3 / M4

デバッグウィンドウを開く




M3 / M4

イベントのペイン上で右クリック




M3 / M4

ITM_EVENT8_WITH_PCの経過時間が表⽰される

イベントの上でマウスオーバー


※参考サンプルプロジェクトの実測値

Drhystoneを独⾃にカスタマイズしたプロジェクト

M0 / M0+ M3 / M4

コンパイラ最適化 *追加オプション1 *追加オプション2 ROM(CODE)

ROM→RAM(CODE)

ROM(DATA)

RAM(DATA) 最⼤Stack 経過時間

(μ秒) 相対効率

なし 6548 0 144 13830 240 128,500 1.0 低 6488 0 144 13830 232 122,500 1.1 中 6172 0 16 13832 248 97,375 1.3 ⾼（速度） 6064 0 16 13828 248 65,000 2.0 ⾼（速度）複数コンパイル 5860 0 16 13828 240 32,000 4.0 ⾼（速度）リンカ最適化 5852 0 16 13828 248 65,000 2.0 ⾼（速度） RAMコピー 850 5088 5126 13828 248 57,125 2.2 ⾼（速度）複数コンパイル RAMコピー 1556 4188 4224 13828 240 32,625 3.9 ⾼（速度） RAM実⾏ 6104 0 16 13828 248 53,500 2.4 ⾼（速度）複数コンパイル RAM実⾏ 5860 0 16 13828 240 26,500 4.8

デバッグ⽤に全てをRAMに

最適化を何もしないときを1とする※⼤きいほうが速い


※参考サンプルプロジェクトの実測値

Drhystoneを独⾃にカスタマイズしたプロジェクト

M0 / M0+ M3 / M4

コンパイラ最適化 *追加オプション1 *追加オプション2 ROM(CODE)

ROM→RAM(CODE)

ROM(DATA)

RAM(DATA) 最⼤Stack 経過時間

(μ秒) 相対効率

なし 6548 0 144 13830 240 128,500 1.0 低 6488 0 144 13830 232 122,500 1.1 中 6172 0 16 13832 248 97,375 1.3 ⾼（速度） 6064 0 16 13828 248 65,000 2.0 ⾼（速度）複数コンパイル 5860 0 16 13828 240 32,000 4.0 ⾼（速度）リンカ最適化 5852 0 16 13828 248 65,000 2.0 ⾼（速度） RAMコピー 850 5088 5126 13828 248 57,125 2.2 ⾼（速度）複数コンパイル RAMコピー 1556 4188 4224 13828 240 32,625 3.9 ⾼（速度） RAM実⾏ 6104 0 16 13828 248 53,500 2.4 ⾼（速度）複数コンパイル RAM実⾏ 5860 0 16 13828 240 26,500 4.8

このアプリケーションにおいては・最適化：⾼(速度)が有効・複数コンパイルが有効・ROMのアクセスがボトルネックになっている(Waitがある)ため、コードのRAM化が有効※有効な設定はプロジェクトによって異なる

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EWARM付録情報

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技術情報のページhttp://www.iar.com/jp/Service-center/Resources/

参考になる検索キーワードの例：「Coresight」、「technique」、「debug」、「Trace」



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ARM社HP（日本）http://www.arm.com/ja/index.php

シリアルワイヤデバッグ解説http://www.arm.com/ja/products/system-ip/debug-trace/coresight-soc-components/serial-wire-debug.php

ETM解説http://www.arm.com/ja/products/system-ip/debug-trace/trace-macrocells-etm/index.php

CMSIS解説http://www.arm.com/ja/products/processors/cortex-m/cortex-microcontroller-software-interface-standard.php

ewarm付録情報・c++ の使用 ・アプリケーションに関する考慮事項...

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