为PX4建立J-Link Eclipse调试环境_C

版本说明

1. 自驾仪：Holybro的Pixhawk 4。

2. PX4版本：1.13

3. 宿主机：Thinkpad笔记本+Ubuntu 20.04.2 LTS

4. Eclipse：2021-06

5. Eclipse Embeded CDT：6.1.2

6. J-Link软件：V760

7. J-Link硬件：J-Link EDU mini。

可在淘宝上购买，170元左右，买到的东西如下图：

一. 硬件接口连接部分 1.1 J-Link EDU mini接口和Pixhawk 4 Debug口的定义

参考px4官网：

SWD (JTAG) Hardware Debugging Interface | PX4 User Guide

1.1.1 J-Link EDU mini的10针接口定义

1.1.2 J-Link EDU mini与SWD连接示意

SWD是ARM定义的一种调试接口，Serial Wire Debug (SWD)

1.1.3 Pixhawk 4对FMU Debug接口和IO Debug接口的定义

PIXHAWK 4有两个Debug Port，一个是FMU Debug Port，另一个是IO Debug Port。

两个口都提供了Pixhawk 标准6-Pin SH Debug Port。

（6针）

1.2 Pixhawk 4的FMU Debug Port与J-Link EDU mini口连接

连线顺序描述：

参考官网：

SWD (JTAG) Hardware Debugging Interface | PX4 User Guide

对照上述1，J-Link EDU mini 10针口定义和PIXHAWK 4 FMU Debug口6针的连接如下：

FMU Debug Port	J-Link EDU mini
1 Vtref	1
2 TX	-
3 NC	-
4 SWDIO	2
5 SWDCLK	4
6 GND	3 或者 5

电缆描述:

J-Link到Pixhawk

Pixhawk 4的Debug port具有6针插座如下图：

需要采用6针电缆与之相连，Pixhawk 4线材包中有这根线，可以做两个，一个用在FMU debug口，另一个用在IO Debug口。

另外也可以从得捷购买，网址：得捷电子

https://www.digikey.cn/en/products/detail/jst-sales-america-inc/A06SR06SR30K152A/6009379?s=N4IgTCBcDaIIIAYBsBlASs9BmBBpAjAKxhwgC6AvkA

一头接Pixhawk，另一头需要接J-Link

J-Link端的10针插座如下：

接出的排线由J-Link厂家提供。

需要将J-Link EDU mini接出的10 Pin排线按上述线序与Pixhawk 4提供的6针电缆焊接起来（只需要连接4根线），由于间距很小，所以焊接是个细活。

焊接完的样子如图，焊点用绿色电工胶布包起来了。

二. 软件部分

这里仅仅是利用Eclipse对PX4的源码进行调试，不做Eclipse环境下的编译工作，编译工作手动在命令行完成。

2.1安装SEGGER JLink软件

打开如下网页

SEGGER - The Embedded Experts - Downloads - J-Link / J-Trace

在Linux选项中选择下载64-bit DEB Installer软件包，软件包将下载到Downloads目录中，

下载的文件名如下为Link_Linux_V760h_x86_64.deb，安装这个.deb软件包：

sudo dpkg -i ~/Downloads/Jlink_Linux_V760h_x86_64.deb

执行此命令后，软件包中的内容将存放在/usr/bin目录中。

2.2 安装具有Embeded CDT的Eclipse

旧的嵌入式Eclipse叫MCU Eclipse，有时也叫GNU MCU/ARM Eclipse，现在已经彻底把Eclipse Embeded CDT（CDT = C/C++ Development Tool ）做好了，作为插件可以安装到任何Eclipse版本中。

按地址：How to install Eclipse IDE for Embedded C/C++ Developers | Eclipse Embedded CDT (C/C++ Development Tools)™

下载最新的Eclipse IDE，然后用install new software安装Embeded CDT。

我安装的Eclipse版本是2021-06，Embeded CDT版本是6.1.2，见下图：

2.3在Eclipse中为PX4-Autopilot建立一个项目

File->Import->Existing Code with Makefile Project，为这个项目起个名字，并将代码路径（Existing Code Location）指向PX4-Autopilot目录。

然后点击Finish。

在Toolchain for Indexer Settings对话框中选择：Arm Cross GCC。

Eclipse就建立一个源码指向PX4-Autopilot的项目。

2.4 安装CMSIS PACKs

CMSIS PACKs是一组压缩文件，每一个CMSIS Pack压缩文件中包含有很多文件，这些文件被用来支持各种工具使用某种CPU。

Eclipse具备安装CMSIS PACK的方法，一旦安装好，你就可以将一个项目与一种CPU关联起来。

首次安装CMSIS PACKS的方法，如下：

参见：The CMSIS Packs manager | Eclipse Embedded CDT (C/C++ Development Tools)™

点击CMSIS Pack棕色按钮或者菜单Window（窗口）下选择Perspective（视图），在选择CMSIS Packs视图，然后点击黄色的update按钮。

点击update按钮后，Eclipse会出现更新进度对话框，你会遇到异常，在异常提示对话框中你应该选择ignore all选项，这样更新进度对话框会一直执行下去，直至所有芯片的CMSIS pack安装完毕。

这个过程，网上说需要10-20分钟，我的经验是2个小时以上，需要耐心等待。

当然一旦首次更新完成后，下次再点击update按钮，更新的速度就会快了，因为update是一种增量更新。

可以在Keil文件夹中找到 STM32Fxx设备，然后鼠标右键选择Install，安装F7设备。

2.5 安装Segger J-Link软件工具

参考官网：How to install the SEGGER J-Link?

可以参见软件部分的1.1节，安装SEGGER JLink软件。

下载了jlink_5.2.7_x86_64.deb以后，用下述命令安装jlink的软件：

$ sudo dpkg -i ~/Downloads/jlink_5.2.7_x86_64.deb

jlink软件被安装在/usr/bin目录中。

SEGGER J-Link软件工具主要提供了GDB Server，GDB Server分两种，一种是基于图形界面的GDB Server：JLinkGDBServer，这个软件在1.1节描述过。

另一种是基于命令行的GDB Server：JLinkGDBServerCLExe，这个软件用于Eclipse调试。

2.6 为PX4-Autopilot项目做Debug配置

这里说的Debug配置主要就是让Eclipse知道：

2.6.1. 配置GDB Server的路径

配置PX4-Autopilot项目使用的SEGGER J-Link的GDB Server存放路径，也就是JLinkGDBServerCLExe的存放路径。

方法：鼠标右键点击PX4-Autopilot项目，在对话框中选择Properties, 然后选择SEGGER J-Link Path，在Executable中填写：JLinkGDBServerCLExe，在Path中填写：/usr/bin，然后Apply and Close这个对话框。

2.6.2 配置项目使用的CPU

鼠标右键点击PX4-Autopilot项目，在对话框中选择Properties, 在C/C++ Build/Settings对话框中，选择“Devices”，然后在“Device Selection”中选择你的Pixhawk FMU采用的CPU型号。

2.6.3 配置Debug

Debug Configuration对话框的配置内容出现在Main和Debugger页中，其他可不用管。

在Main页中，需要指定项目在宿主机上的elf文件的名字以及路径，调试时使用的源程序符号表存放在宿主机的elf文件中。
因为已经命令行build好了，所以这里选择Disable Auto Build。

在Debugger页，我们关心J-Link GDB Server Setup，这些数据是Eclipse启动GDB Server时用到的数据。
这里主要是在Actual Executable中填上/usr/bin/JLinkGDBServerCLExe。
另外需要检查设备名称是不是你使用的CPU型号，其他数据不用管。