引言

隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片調(diào)試作為硬件開(kāi)發(fā)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。國(guó)科安芯的AS32系列MCU芯片憑借其卓越的性能和豐富的功能，逐漸在工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域嶄露頭角。然而，對(duì)于許多開(kāi)發(fā)人員而言，如何高效地調(diào)試AS32系列MCU芯片仍是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文將深入探討基于免費(fèi) Eclipse+GCC+JLINK 的AS32系列MCU芯片調(diào)試方法，旨在為技術(shù)開(kāi)發(fā)人員提供一份詳盡、實(shí)用的實(shí)踐指南，助力其在AS32系列MCU芯片應(yīng)用開(kāi)發(fā)中實(shí)現(xiàn)高效調(diào)試與功能優(yōu)化。

一、開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

（一）平臺(tái)資源準(zhǔn)備

硬件設(shè)備

PC ：本操作基于 Windows 10 系統(tǒng)，確保電腦具備充足的存儲(chǔ)空間和穩(wěn)定的電源供應(yīng)，以滿(mǎn)足 Eclipse開(kāi)發(fā)工具及調(diào)試過(guò)程中的資源需求。

AS32 開(kāi)發(fā)板 ：作為調(diào)試的核心載體，需提前檢查開(kāi)發(fā)板的完整性，確認(rèn)其芯片型號(hào)、引腳定義等參數(shù)與所開(kāi)發(fā)項(xiàng)目要求相符。同時(shí)，確保開(kāi)發(fā)板與電腦的連接線路無(wú)損壞，通信接口（如 JTAG/SWD 接口）能夠正常工作，以保障調(diào)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

Jlink 調(diào)試器 ：選擇與 AS32 芯片兼容的 Jlink 調(diào)試器型號(hào)，如 J-Link V9 或 J-Link EDU 等。在使用前，需仔細(xì)閱讀調(diào)試器的用戶(hù)手冊(cè)，了解其工作原理、連接方式以及支持的調(diào)試協(xié)議等信息，確保調(diào)試器能夠準(zhǔn)確地與開(kāi)發(fā)板上的芯片進(jìn)行通信。

軟件工具

Eclipse IDE ：選用 Eclipse IDE 2025 - 03（4.35.0）版本。Eclipse 作為一款功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，為嵌入式開(kāi)發(fā)提供了豐富的插件和工具支持。其具備良好的跨平臺(tái)特性，界面友好且易于操作，能夠方便地進(jìn)行代碼編輯、編譯、調(diào)試等一系列開(kāi)發(fā)活動(dòng)。在安裝 Eclipse 時(shí)，需注意選擇適合 Windows 10 系統(tǒng)的版本，并按照安裝向?qū)У奶崾就瓿砂惭b過(guò)程。安裝完成后，建議對(duì) Eclipse 進(jìn)行個(gè)性化配置，如設(shè)置代碼編輯器的字體、顏色、縮進(jìn)等格式，以提高代碼編寫(xiě)效率和可讀性。

ansilic_Toolchain ：從國(guó)科安芯官網(wǎng)下載 ansilic_Toolchain，該工具鏈包含 GCC 工具鏈、OpenOCD 以及相關(guān)配置文件。GCC（GNU Compiler Collection）作為一款廣泛使用的開(kāi)源編譯器，為 RISC - V 架構(gòu)的 AS32 芯片提供了高效的代碼編譯和優(yōu)化功能；OpenOCD（Open - On - Chip Debugger）則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)調(diào)試器與芯片之間的通信，是調(diào)試過(guò)程中的關(guān)鍵組件。下載完成后，建議將 ansilic_Toolchain 文件夾放置于 Eclipse 的安裝目錄下，以便在后續(xù)工程配置中能夠方便地進(jìn)行路徑引用和工具鏈切換。

AS32 驅(qū)動(dòng)庫(kù) ：同樣從國(guó)科安芯官網(wǎng)獲取 AS32 驅(qū)動(dòng)庫(kù)。驅(qū)動(dòng)庫(kù)為開(kāi)發(fā)人員提供了針對(duì) AS32 芯片各個(gè)外設(shè)（如 GPIO、UART、SPI、I2C 等）的底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)和操作接口，使得開(kāi)發(fā)人員能夠更加便捷地進(jìn)行芯片功能的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。在使用驅(qū)動(dòng)庫(kù)時(shí)，需要仔細(xì)研讀其提供的文檔和示例代碼，了解每個(gè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)的功能、參數(shù)設(shè)置以及調(diào)用流程，以便在實(shí)際項(xiàng)目中正確地調(diào)用和配置。

Zadig - 2.7.exe ：用于配置 Jlink 驅(qū)動(dòng)。在 Windows 系統(tǒng)中，Zadig 能夠方便地將 Jlink 的驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)換為 WinUSB 格式，從而確保 Jlink 調(diào)試器與電腦之間能夠建立穩(wěn)定可靠的通信連接。在使用 Zadig 軟件時(shí)，需先將 Jlink 調(diào)試器連接至電腦的 USB 端口，然后按照軟件的操作提示，選擇設(shè)備相應(yīng)的并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，軟件可能會(huì)要求用戶(hù)安裝一些必要的系統(tǒng)更新或驅(qū)動(dòng)組件，需確保這些安裝操作順利完成，以避免驅(qū)動(dòng)配置失敗導(dǎo)致調(diào)試無(wú)法正常進(jìn)行。

（二）Jlink 驅(qū)動(dòng)配置

在創(chuàng)建工程之前，Jlink 驅(qū)動(dòng)的正確配置是確保調(diào)試順利進(jìn)行的前提。具體操作步驟如下：

將 Jlink 調(diào)試器接入電腦的 USB 端口，確保電腦能夠識(shí)別到該設(shè)備。

打開(kāi) Zadig - 2.7.exe 軟件，點(diǎn)擊 “Options” 按鈕，在彈出的下拉菜單中勾選 “List All Devices” 選項(xiàng)，使軟件能夠列出系統(tǒng)中所有連接的設(shè)備。

在 Zadig 的設(shè)備列表中，找到 Jlink 設(shè)備。此時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)顯示與 Jlink 相關(guān)的驅(qū)動(dòng)信息，包括當(dāng)前使用的驅(qū)動(dòng)程序以及可用的驅(qū)動(dòng)程序列表。

選擇將 Jlink 轉(zhuǎn)為 WinUSB 格式。在軟件界面中，找到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序選項(xiàng)（通常為 “WinUSB” 或類(lèi)似名稱(chēng)），并點(diǎn)擊 “Install driver” 按鈕進(jìn)行驅(qū)動(dòng)安裝。在安裝過(guò)程中，系統(tǒng)可能會(huì)彈出安全警告提示，需用戶(hù)確認(rèn)并繼續(xù)安裝。

安裝完成后，Zadig 會(huì)提示驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換成功。此時(shí)，可關(guān)閉 Zadig 軟件，Jlink 驅(qū)動(dòng)配置即告完成。通過(guò)此步驟，Jlink 調(diào)試器能夠以 WinUSB 模式與電腦進(jìn)行通信，為后續(xù)的調(diào)試工作奠定了基礎(chǔ)。

二、Eclipse 工程創(chuàng)建與配置

（一）創(chuàng)建新工程

打開(kāi) Eclipse IDE，點(diǎn)擊 “File->New”，選擇新建 “C/C++ Project”。

在彈出的新建項(xiàng)目向?qū)е?，選擇 “C Managed Build” 項(xiàng)目類(lèi)型，該類(lèi)型適用于 C 語(yǔ)言項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和管理，能夠方便地進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)建和調(diào)試設(shè)置。

點(diǎn)擊 “Next” 按鈕，進(jìn)入下一步配置界面。在 “Project name” 文本框中輸入工程名稱(chēng)，建議使用簡(jiǎn)潔明了且具有項(xiàng)目標(biāo)識(shí)性的名稱(chēng)，如 “AS32_LED_Demo”。在 “Project types” 區(qū)域中，選擇 “Empty Project” 作為項(xiàng)目類(lèi)型，這樣可以為項(xiàng)目提供一個(gè)干凈的基礎(chǔ)框架，便于開(kāi)發(fā)人員根據(jù)實(shí)際需求自定義項(xiàng)目結(jié)構(gòu)和配置。在 “Toolchains” 選項(xiàng)中，選擇 “RISC - V Cross GCC”，指定該工程使用 RISC - V 架構(gòu)的 GCC 工具鏈進(jìn)行編譯和鏈接。

再次點(diǎn)擊 “Next” 按鈕，在接下來(lái)的界面中，通常無(wú)需進(jìn)行額外配置，可直接點(diǎn)擊 “Next” 繼續(xù)。

進(jìn)入工具鏈配置界面后，在彈出的工程窗口中，找到 “Toolchain name and path” 配置項(xiàng)，點(diǎn)擊路徑選擇按鈕，定位到 ansilic_Toolchain 所在的路徑，確保 Eclipse 能夠正確識(shí)別并使用該工具鏈進(jìn)行項(xiàng)目編譯和調(diào)試。完成路徑設(shè)置后，點(diǎn)擊 “Finish” 按鈕，即可成功創(chuàng)建一個(gè)新的 AS32 工程。

（二）目錄管理

手動(dòng)管理目錄

右鍵點(diǎn)擊工程名稱(chēng)，選擇 “New->Folder”，創(chuàng)建子目錄 “Peripherals”，用于存放 AS32 芯片的驅(qū)動(dòng)文件。

在創(chuàng)建目錄時(shí)，建議選擇 “Create virtual folders” 選項(xiàng)，這樣可以將驅(qū)動(dòng)文件以虛擬路徑的形式添加到工程中，避免將文件全部復(fù)制到工程目錄下，便于后續(xù)對(duì)驅(qū)動(dòng)文件的統(tǒng)一管理和更新。點(diǎn)擊 “Finish” 按鈕完成目錄創(chuàng)建。

采用相同的方法，依次創(chuàng)建 “Core”（保存中斷入口和鏈接文件）、“Startup”（存放啟動(dòng)文件）、“System”（存放開(kāi)發(fā)人員自定義的延時(shí)函數(shù)和打印函數(shù)等輔助函數(shù)文件）、“User”（存放用戶(hù)應(yīng)用程序代碼文件）等目錄。創(chuàng)建完成后，工程的目錄結(jié)構(gòu)將變得更加清晰有條理，便于開(kāi)發(fā)人員對(duì)不同功能模塊的文件進(jìn)行分類(lèi)存放和管理。

接下來(lái)，需要向工程目錄中導(dǎo)入相應(yīng)的文件。右鍵點(diǎn)擊相應(yīng)的目錄名稱(chēng)，選擇 “Import”。

在彈出的導(dǎo)入向?qū)е?，選擇 “General->File System”，點(diǎn)擊 “Next” 按鈕。

在新窗口中，瀏覽并選擇之前下載的 Drivers 目錄下對(duì)應(yīng)的文件夾，勾選需要添加的文件。在導(dǎo)入文件時(shí)，通常無(wú)需勾選頭文件（*.h），因?yàn)轭^文件主要起到代碼聲明和引用的作用，在實(shí)際編譯過(guò)程中，編譯器會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)包含相應(yīng)的頭文件。同時(shí)，建議勾選 “Advanced” 下的全部選項(xiàng)，以確保文件導(dǎo)入過(guò)程中的各種參數(shù)配置能夠滿(mǎn)足項(xiàng)目要求。

對(duì)于 “User” 目錄，由于其是開(kāi)發(fā)人員自己創(chuàng)建的目錄，用于存放用戶(hù)自定義的代碼文件，因此可以直接右鍵點(diǎn)擊該目錄，選擇 “New->File” 創(chuàng)建新的 C 源文件（.c）和頭文件（.h）。在創(chuàng)建文件時(shí)，需為文件命名，并根據(jù)項(xiàng)目需求編寫(xiě)相應(yīng)的代碼邏輯。

自動(dòng)創(chuàng)建

除手動(dòng)管理目錄外，還有一種更為簡(jiǎn)便的方法 —— 自動(dòng)創(chuàng)建目錄并導(dǎo)入文件。具體操作為：將國(guó)科安芯提供的 Driver 目錄下所有子目錄及其包含的文件復(fù)制到工程目錄下。然后返回 Eclipse，右鍵點(diǎn)擊工程名稱(chēng)，選擇 “Refresh”，Eclipse 將自動(dòng)識(shí)別并加載新添加的目錄和文件，完成項(xiàng)目的快速搭建。這種方法適用于對(duì)項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)和文件組織要求不是特別嚴(yán)格的場(chǎng)景，能夠快速地將驅(qū)動(dòng)文件和示例代碼等資源導(dǎo)入到工程中，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。

（三）項(xiàng)目配置

目標(biāo)處理器配置

右鍵點(diǎn)擊工程名稱(chēng)，選擇 “Properties” 打開(kāi)工程屬性配置窗口。在左側(cè)配置項(xiàng)列表中，依次展開(kāi) “C/C++ Build->Settings->Tool Settings->Target Processor” 節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入目標(biāo)處理器配置頁(yè)面。

根據(jù) AS32 芯片的實(shí)際內(nèi)核類(lèi)型，選擇對(duì)應(yīng)的目標(biāo)處理器選項(xiàng)。在本例中，若芯片內(nèi)核為 RV32I，則在 “Target” 下拉菜單中選擇 RV32I 選項(xiàng)。此外，還需按照項(xiàng)目需求對(duì)其他相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置，如設(shè)置芯片的工作頻率、內(nèi)存大小等參數(shù)，以確保編譯器能夠根據(jù)芯片的實(shí)際硬件特性進(jìn)行代碼優(yōu)化和編譯。

編譯器配置

在 “C/C++ Build->Settings->Tool Settings->GNU RISC - V Cross Assembler” 選項(xiàng)中，對(duì) Cross 匯編編譯選項(xiàng)進(jìn)行配置。在 “includes->Include paths” 選項(xiàng)中，添加工程所需的匯編頭文件路徑。例如，將 “Core” 和 “Startup” 目錄的路徑添加到此處，以便匯編器能夠在編譯過(guò)程中正確地找到并包含相應(yīng)的頭文件。

同樣地，在 “C/C++ Build->Settings->Tool Settings->GNU RISC - V Cross C Compiler” 選項(xiàng)中，對(duì) Cross C 編譯選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。在 “includes->Include paths” 選項(xiàng)中，添加工程所需的 C 語(yǔ)言頭文件路徑。通常情況下，需要添加 AS32 驅(qū)動(dòng)庫(kù)中 Drivers 目錄下的相應(yīng)子目錄路徑，如 Drivers/Include、Drivers/Peripherals 等，這樣可以確保編譯器在編譯 C 源代碼時(shí)能夠正確解析對(duì)驅(qū)動(dòng)庫(kù)函數(shù)的調(diào)用和相關(guān)數(shù)據(jù)類(lèi)型的定義。

鏈接器配置

在 “C/C++ Build->Settings->Tool Settings->GNU RISC - V Cross C Linker” 選項(xiàng)中，對(duì) Cross C 鏈接選項(xiàng)進(jìn)行配置。在 “General->Script files” 選項(xiàng)中，添加鏈接腳本文件（link.lds）。鏈接腳本文件用于定義程序的內(nèi)存布局、各個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段的存放位置等關(guān)鍵信息，是鏈接過(guò)程中的重要依據(jù)。同時(shí)，勾選 “Do not use standard start files” 和 “Remove unused sections” 選項(xiàng)，以避免鏈接過(guò)程中引入不必要的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)文件和未使用的代碼段，從而減小程序的體積，提高程序的運(yùn)行效率。

在 “Miscellaneous” 選項(xiàng)下，勾選 “Use newlib - nano” 和 “Do not use syscalls” 選項(xiàng)。Newlib - nano 是一個(gè)輕量級(jí)的 C 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，相較于完整的新lib庫(kù)，其占用的存儲(chǔ)空間更小，適合在資源受限的嵌入式環(huán)境中使用。而 “Do not use syscalls” 選項(xiàng)則表示不使用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)調(diào)用接口，這對(duì)于在裸機(jī)環(huán)境下運(yùn)行的 AS32 芯片程序來(lái)說(shuō)是較為常見(jiàn)的配置，因?yàn)樵谶@種環(huán)境下，程序通常直接與硬件進(jìn)行交互，無(wú)需依賴(lài)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用功能。

生成 bin/hex 文件配置

在 “C/C++ Build->Settings->Build Steps” 選項(xiàng)中，可以添加自定義的構(gòu)建命令，用于在編譯完成后生成 bin/hex 文件。bin/hex 文件是程序的二進(jìn)制或十六進(jìn)制格式的可執(zhí)行文件，能夠直接燒錄到芯片中運(yùn)行。在本例中，可在構(gòu)建步驟中添加如下命令：“riscv - none - embed - objcopy - O binary ”led.elf“ ”led.bin“; riscv - none - embed - objdump - D ”led.elf“ > ”led.dump“”。其中，led.elf 為編譯生成的可執(zhí)行文件，led.bin 和 led.dump 分別為生成的二進(jìn)制文件和反匯編文件。在更換工程時(shí)，只需將命令中的目標(biāo)文件名稱(chēng)相應(yīng)修改即可。

可以看到，無(wú)報(bào)錯(cuò)，到此，工程搭建全部完成。

審核編輯 黃宇