在以Cortex-M内核为核心的微控制器领域，目前广泛采用的编程接口是JTAG和SWD。

JTAG与SWD接口的差异：

JTAG接口包含：

• TDI（Test Data In）：作为串行数据的输入端
• TDO（Test Data Out）：作为串行数据的输出端
• TCK（Test Clock）：时钟信号输入端
• TMS（Test Mode Select）：用于模式选择的控制信号端
• TRST（Test Reset）：用于系统复位的端口

SWD接口包括：

• SWDIO（Serial Wire Data Input Output）：用于串行数据的输入和输出
• SWCLK（Serial Wire Clock）：提供串行通信的时钟信号

由于SWD仅需要两条线（SWCLK和SWDIO），因此在PCB布局受限或引脚资源有限的场合，SWD是一种理想的选择。

SWD简介

SWD：Serial Wire Debug，代表串行线调试，是ARM设计的协议，用于对其微控制器进行编程和调试。

市面上支持SWD调试接口的下载器很多，比如：ST-Link、 J-Link、 e-Link、 GD-Link等市面上绝大部分用于Cortex-M内核处理器的下载器都支持。

对于SWDIO，是双向（输入输出）数据引脚，必须在电路板上对线路进行上拉（ARM 建议采用 100 K）。

每次在协议中更改 SWDIO 的方向时，都会插入转换时间，此时线路即不受主机驱动也不受目标驱动。默认情况下，此转换时间为一位时间，但可以通过配置 SWCLK 频率来调整。

调试接口

常见的Cortex-M内核处理器都集成了SWD和JTAG 调试端口，在 SWJ-DP 中， SW-DP 的 2 个 JTAG 引脚与 JTAG-DP 的 5 个 JTAG 引脚中的部分引脚复用。

JTAG与SWD的切换机制：

默认调试接口是 JTAG 接口，如果调试工具想要切换到 SW-DP，它必须在 TMS/TCK（分别映射到 SWDIO 和 SWCLK）上提供专用的 JTAG 序列，用于禁止 JTAG-DP 并使能 SW-DP。这样便可仅使用 SWCLK和 SWDIO 引脚来激活SWDP。

该序列为：

\1. 输出超过 50 个 TCK 周期的 TMS (SWDIO) = 1 信号

\2. 输出 16 个 TMS (SWDIO) 信号 0111100111100111 (MSB)

\3. 输出超过 50 个 TCK 周期的 TMS (SWDIO) = 1 信号

SW 协议序列

每个序列包括三个阶段：

• 主机发送的数据包请求（ 8 位）
• 目标发送的确认响应（ 3 位）
• 主机或目标发送的数据传输阶段（ 33 位）

数据包请求（ 8 位）：

ACK 响应（ 3 位）：

DATA 传输（ 33 位）

这种类似于寄存器的一些Bit位操作，底层的一些原理与普通的通信协议也有类似之处。。

SW-DP 状态

SW-DP 的状态机有一个用于标识 SW-DP 的内部 ID 代码，其中主要包含的状态：复位、空闲状态、 ID 代码等。

• 在上电复位后、 DP 从 JTAG 切换到 SWD 后或者线路处于高电平超过 50 个周期后，SW-DP 状态机处于复位状态。
• 如果在复位状态后线路处于低电平至少两个周期， SW-DP 状态机处于空闲状态。
• 复位状态后，该状态机必须首先进入空闲状态，然后对 DP-SW ID CODE 寄存器执行读访问。否则，目标将在另一个事务上发出 FAULT 确认响应。

SW-DP 状态机的更多详细信息，可以参看Cortex-M相关的一些手册。

SW-DP 寄存器

SWD类似普通外设，也是有一种寄存器，开发者进行的编程（读写）操作，其实就是操作对应的寄存器。

SWD主要的底层就介绍到这里，更多详情，请参看Cortex-M内核手册。

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