デバッガを利用した開発は、非常に便利かつ効率的です。Atmel社のマイコンとデバッガを接続する方式には、JTAGとdebugWIREがあります。前者は一般的によく利用されている方式で、後者は比較的ピン数の少ないデバイスで採用されています。
今回は、まずdebugWIREを利用したデバッグの設定手順を取り上げます。ターゲットデバイスの例としては、ATmega328Pなどが挙げられます。
デバイスのインストール
初めてパソコンにデバッガを接続するとデバイスのインストールが始まります。
(Device Settings)
デバイスのインストールが終了してから使用します。
デバッガのアップグレード
デバッガのファームウエアも更新されます。
“Tools”→”Device Programming”を選択した際に更新があるかもチェックされます。
(Tools → Device Programming)
“Tool”、”Device”、”Interface”があっているか確認して”Apply”ボタンをクリックします。この例では、”Interface”を”ISP”に設定しています。なおJTIAGICE3は、ISPによるライタとしても使用できます。
(Device Programming, Apply)
利用可能な更新がある場合は、”Firmware Upgrade”が表示されます。
(Firmware Upgrade)
アップグレードが終了したら、”Close”ボタンをクリックします。
(Firmware Upgrade, Close)
以上の作業で、デバッガが最新の状態にアップグレードされます。
“Project”メニューの”Properties”設定
“Project”→”(Project Name) Properties”で、debugWIREによるデバッグの設定を行います。
(Project → * Properties)
“Tool”タブを選択します。
(Tool)
“Select debugger/programmer”で使用するデバッガを選択します。この例では、JTAGICE3を選択しています。なお数字はシリアル番号で変わります。
(Select debugger/programmer)
“Interface”の設定は、debugWIREでデバッグを行う場合、”debugWIRE”に設定します。”ISP”、”debugWIRE”、”JTAG”の中から選択可能なので、注意して下さい。
(Project → * Properties, Select debugger/Programmer)
設定終了後、設定を保存しておきます。
(Save Selected Items)
以上で、”Project”の”Properties”の設定は終了です。
“Tools”の”Device Programming”での設定
次に”Tools”の”Device Programming”でdebugWIREの為の設定を行います。
(Tools → Device Programming)
“Tool”、”Device”、”Interface”があっているか確認します。こちらの”Interface”は、ISPで構いません。（ターゲットデバイス次第では、ISPしか選択できません。）
(JTAG ICE, Apply)
“Interface settings”を開きます。
(Interface settings)
書き込み時のクロックスピードが、ターゲットデバイスのクロック周波数の4分の1以下である事を確認します。
(Interface settings, ISP clock)
“Tool information”を選択します。
(Tool information)
デバッガの情報を確認する事ができます。
(JTAGICE3 Information)
“Device information”では、ターゲットデバイスの情報を確認できます。
(Device information)
“Read”ボタンをクリックするターゲットデバイスの情報を得る事ができます。
(Device information, Read)
検出されたターゲットデバイスと仕様が表示されます。
(Device information, Detected Device)
“Oscillator Calibration”の設定も行えます。
(Oscillator Calibration)
必要がなければ、特に改めて設定する必要はありません。
(Oscillator Calibration Byte)
“Memories”で、ライタと同様にファームウエアをFlashに書き込めます。
(Memories)
書き込みの方法は、ライタを使用した場合と全く同じです。
(Memories, Flash)
“Lock bits”では、ロックビットの設定が行えます。
(Lock bits)
通常開発の途中では、これらを設定変更する事はありません。すべて”NO_LOCK”で構いません。
(Lock bit Status)
“Production file”の設定メニューもあります。
(Production file)
この設定についても、特に設定を変える必要はありません。
(Production File Settings)
debugWIREによるデバッグで必要となるのは、”Fuses”の設定です。
(Fuses)
debugWIRE用にヒューズ設定をする必要があります。
(Fuse Settings)
この例では念の為、ヒューズの”Auto read”設定を解除してあります。まず、”Read”ボタンをクリックして実際のターゲットデバイスのヒューズ設定を確認します。
(Fuse Settings, Auto read)
正常に読み込まれると各”Fulse Name”左のアイコンにチェックが入りグリーンになります。
(Fuse Status)
debugWIREによるデバッグを開始するには、”DWEN”を有効にする必要があります。
(Fuse Status, DWEN)
“Program”ボタンをクリックして、ターゲットデバイスのヒューズ設定を変更します。”DWEN”は、なお”debugWIRE Enable”の意味です。
(Fuses, Program)
“Read”ボタンをクリックすれば、”DWEN”のヒューズが有効になっているか確認できます。
(Fuses, DWEN)
以上で、debugWIREによるデバッグの準備が完了します。
debugWIREによるデバッグの開始と終了
“Device Programming”で、ヒューズビットの設定が終了したら、debugWIREによるデバッグの準備は整っています。”Start Debugging”やショートカットキー”F5″でデバッグを開始します。
(Debug Start)
”Launch Failed”が表示される場合は、DWEN fuseをSPI経由で再度有効化します。”Yes”ボタンをクリックして先に進みます。
(Launch Failed)
“Cycle Power”メッセージが表示されます。このメッセージが表示されたら、次の操作を行います。
(1)ターゲットデバイスの電源を切ります。
(2)ターゲットデバイスの電源を再投入します。
(3)”Cycle Power”メッセージの”OK”ボタンをクリックします。
(Cycle Power)
これでデバッグモードに入り、デバッグを行う事ができます。デバッグを終了する場合は、”Debug”→”Disable debugWIRE and Close”を選択します。
(Debug → Disable debugWire and Close)
この手順で、debugWIREを終了すると”DWEN”ビットが無効に戻ります。再度デバッグを行いたい場合は、再び”DWEN”を有効化して同様の手順を行います。
まとめ
よく流通しているATMega328などでは、debugWIREによりデバッグを行う事になります。debugWIREでは、次の注意すべき点があります。
(1)debugWIREとISPは両立できない
“Debug”→”Disable debugWIRE and Close”で”DWEN”が無効になり、ISPが利用できる様になります。
(2)再デバッグの場合、ヒューズ設定からやり直す必要がある。
“Cycle Power”で説明した様に、電源オフ/オンも繰り返す事になります。
(3)ターゲットのRESET端子の回路が不適切だと、デバッグできない。
これはRESETピンをdebugWIRE用の端子として利用している為の制約です。この制約については、記事「Aruduino基板利用ノウハウ」で詳しく取り上げる予定です。
小ピンのデバイス向けのデバッグ方法なので仕方ありませんが、やはりJTAGデバッグと比べてしまうと不便である事は確かです。しかしターゲットデバイス次第では選択肢がありませんので、上記事項に注意して、debugWIREによるデバッグを行って下さい。
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