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デバッグポートは、電子システムまたは集積回路に組み込まれた診断インターフェイス (コンピュータ ポートに類似) であり、設計、製造、開発、ブートストラップ、構成、デバッグ、および販売後のシステム内プログラミングに役立ちます。一般的に、デバッグ ポートは最終用途の機能には不要であり、完成品では隠されているか無効になっていることがよくあります。
高可用性または安全性が重要なシステムで構成されている場合には、デバッグ ポートは、完成品の整合性検証のためのシステム モニターとして動作し続けることがあります。低コストまたは大量生産の電子機器では、設計変更のコストを回避するためにデバッグ ポートが有効のままになっている場合があり、改造者やハッカーがデバイスを制御したり、追加機能にアクセスしたりするのに使用されることがあります。
ハードウェアデバッグポート
- シリアル
- IC上のユビキタスJTAGポート
- オリジナルXboxの低ピン数デバッグ ポート。改造者が使用。
- シリアル ワイヤ デバッグ(SWD)、Arm Cortex-Mマイクロコントローラに広く搭載されています
- バックグラウンド デバッグ モード インターフェイス(BDM)
- プログラムとデバッグインターフェース
- Nexus デバッグ
マイクロプロセッサのデバッグポート
マイクロプロセッサは非常に複雑なデバイスであり、通常内部に10億個以上のトランジスタが含まれており、1兆個を超える場合もあります。[1]
マイクロコントローラのデバッグポート
マイクロコントローラは一般に主流の CPU よりも小型ですが、現在ではシステム オン チップ (SoC) の領域にまで進化しており、MCU は最終用途のアプリケーション ボードに残っているほぼ唯一の複雑なチップです (レベル シフトや強化されたESD保護などの特殊な電気機能専用のチップが追加されます)。
SoC MCU は通常、プログラム ストアとして内部フラッシュ メモリを使用し、内部EEPROMベースの構成ヒューズも含まれる場合があります。この構成を正しく行うことは、MCU が正しい動作モードで起動するために不可欠です。デバッグ ポートは、クロック ツリーを最初に構成したり、製造後の最初のソフトウェア プログラムをロードしたりする唯一の方法である場合があります。
USBデバイスのファームウェアアップグレード
2010年頃から、幅広いクラスのMCUにUSB周辺機器が統合され、工場出荷時のROMにデバイスファームウェアアップグレード（DFU）が搭載されるようになりました。[2]このクラスのMCUは、 JTAGなどの特殊なデバッグポートにアクセスするために必要なハードウェアツールに投資したくない愛好家にとって魅力的です。
これらのデバイスは、文鎮化に耐えられるように設計されています。ファームウェアのロードが不良な場合は、特別なピンをアクティブ状態に保持することで簡単に回復できます。これにより、チップは内部のファクトリーROM を使用して起動し、内蔵の USB コントローラーを通じてプログラミング インターフェイスを利用できるようになります。DFU は、ハードウェアではなくソフトウェアで実装されたデバッグ ポートの一種と見なすことができます。ただし、これは専用のハードウェア デバッグ ポートのデバッグ機能を大きく損ないます。これは、デバッグ インターフェイスも実装しているソフトウェアをデバッグするには本質的に脆弱であるためです (ただし、正しく機能している場合に限ります)。
参照
参考文献
- ^ Hruska, Joel (2020年8月18日). 「Cerebras Wafer Packs 2.6 Trillion-Transistor CPU With 850,000 Cores」. extremetech.com . Extreme Tech . 2020年9月5日閲覧。
- ^ 「AN10986: LPC1300 を使用した USB インシステムプログラミング (Rev. 1)」(PDF) . nxp.com . NXP Semiconductors . 2010 年 9 月 24 日. 2020 年9 月 5 日に閲覧。