調試嵌入式軟件是我最不喜歡的活動，但不幸的是它是一個必要的惡魔。值得慶幸的是，技術和工具鏈創新的進步帶來了大量技術，可以大大加快調試過程。讓我們來看看其中的一些，從傳統的斷點調試開始，再到更高級的儀器跟蹤技術。

1 -傳統的斷點調試

每個開發人員都熟悉傳統的調試技術，即設置斷點，執行代碼，然后在監視寄存器和變量值的同時逐步執行代碼。斷點調試是一種我認為比其他技術更常用的技術。然而，這令人沮喪，因為斷點調試效率低下并且通常會產生次優結果。

那么，為什么經常使用斷點呢？主要原因似乎是因為斷點易于使用，易于訪問，開發人員樂觀地認為斷點是工作的正確工具。樂觀主義需要磨練。斷點有可能破壞系統的實時性能，并且可能會讓開發人員陷入無休止的單一步驟，盲目地尋找解決問題的方法。

2 -IDE值繪制

現在幾乎所有現代調試器和IDE都允許開發人員監視存儲在內存位置中的值，例如變量。開發人員選擇內存位置和值刷新率，然后啟動調試會話。某些IDE能夠監視IDE內置的值，而其他IDE則依賴于使用外部軟件。

值監控非常有用，但如果被監控的數據與圖形表示相關聯，那么它就更有價值。實時繪制數據值對于發現意外更改或驗證是否生成特定波形非常有用。以三相BLDC電機為例。開發人員可能希望監控每個電機支路上的電流和電壓，這需要生成非常特定的波形以驅動電機。繪制每個電機支路上的電壓和電流可以使開發人員實時查看正在發生的情況。

3 -重新啟動 printf 到SWO

在更高端的ARM Cortex-M部件上，例如M3/M4，為開發人員提供了額外的調試功能，稱為串行線查看器（SWV）。除串行線輸出（SWO）外，SWV還包括標準串行線調試器。 SWO可用于執行非常酷的操作，例如檢索程序計數器，事件計數器和跟蹤數據等等。開發人員可以自定義他們希望通過SWO傳輸的信息。

許多開發人員設置 printf 以從其嵌入式系統獲取調試信息。開發人員可以使用SWO通過調試器重新路由 printf 信息，而不是在微控制器上使用串行引腳。以這種方式使用調試器可以節省對專用串行接口的需求，消除UART或USB設備的開發時間，并且效率更高。最初在應用程序中使用的開銷現在通過SWO和調試硬件卸載，這節省了應用程序代碼本來使用的寶貴時鐘周期。

4 -RTOS跟蹤

嘗試透過RTOS所做的面紗可能非常具有挑戰性。開發人員不希望干擾實時系統性能，但仍需要一些方法來理解系統的行為。 Blinky LED通常是最常用的技巧，但最近的跟蹤工具為開發人員的工具箱添加了一項驚人的技術。存在免費和商用的RTOS跟蹤工具，例如TraceX，SystemView和Tracealyzer等。

跟蹤工具允許開發人員分析RTOS何時空閑以及何時進入和退出每個任務。開發人員可以監視系統異常，響應時間，執行時間以及正確開發嵌入式系統所需的許多其他關鍵細節。 RTOS跟蹤工具中最酷的功能是能夠繪制系統中發生的情況。實時或在記錄的日志中查看和監視時序圖可以幫助開發人員獲得系統按預期工作的置信度，或幫助他們發現本來需要花費大量時間才能發現的小問題。

5 -使用指令跟蹤技術（ETM/ETB/ETM）

有時開發人員面臨調試問題，這些問題處于可以想到的最低級別處理器。存在可以監視處理器執行的各個指令的跟蹤技術。在測試和驗證軟件時，這種低級別跟蹤可用于監視分支覆蓋。用于指令跟蹤的調試器工具與開發人員用于串行線查看的工具不同，通常會花費更多。

結束思路

過去幾年，調試工具和技術發展迅速，特別是對于高端微控制器。一般來說，工程師是視覺生物，工具供應商正在尋找方法以視覺刺激的方式揭示實時系統中究竟發生了什么。設置調試工具可能需要一些前期時間，但是花費更少的時間進行調試和更多時間設計的潛力值得投入時間。開發人員至少應熟悉可用的不同調試工具和功能，以便在出現問題并需要調試系統時，他們可以選擇合適的工具來完成工作。您使用的其他技術是什么幫助工程師更快，更有效地調試他們的系統？