WhyCan Forum(哇酷开发者社区)

本工作在本站大佬 @ljbfly 的工作基础上改进而来
详细见帖子：CH552 版 CMSIS-DAP v2  https://whycan.com/t_3732.html
基本大框架没有动，使用汇编优化了SWD时序，高速提供IO模拟的SWD时序，也提供一个硬件SPI的尝鲜。
完全重写C+汇编混和优化了虚拟串口部分，有效减小串口丢包，发送中断问题，提高效率
只使用v2版本的免驱动bulk模式，不兼容V1版本的hid，提供一个虚拟串口
目前空间占用，rom用了7k多，ram基本都榨干了，xram全部是缓存，iram剩余字节数也不多

开源代码、编译好的固件、PCB工程获取途径：https://github.com/posystorage/CH55x_HS_DAP-Link-v2

优化思路参考了 @metro大佬的工作，参见：
【重开旧坑】8051上的CMSIS-DAP调试器——TinyDAP开发过程记录  https://whycan.com/t_6114.html
晒一下CH558跑的CMSIS-DAP v2调试器，下载速度可以达到70KB/s（Flash）和300KB/s（SRAM） https://whycan.com/t_3766.html

和@metro大佬比起来，本人的目标是实现高速的SWD优化，暂时不打算涉猎JTAG\SWO\文件拖拽下载\兼容HID等这些功能，主要应用方向是做板载调试器（例如使用CH552E实现串口+SWD），在开发板上非常方便的调试芯片，减少接线
比如说挖坑的这个做数字锁相放大器的板子，由CH552负责通讯+SWD调试单片机+JTAG调试FPGA，全部集成。当然这坑啥时候能填完又是另说了。


回归正题
硬件实现 我这个板子可以选3.3V供电或者5V，我考虑的是选5V可以跑24M主频（实测32M也稳定可跑），然后IO电平用两颗1T45转换成3.3V,顺便负责SWDIO的换向，板子体积非常小。


如果是板载调试器的话，用3.3V供电跑16M也还是足矣，可以节约不少外围。

@ljbfly大佬编写的代码是全C实现的，由于编译器问题，SWD底层部分在频繁的搬数据，时序效果看起来占空比非常高，而且SWD输入的时候直接使用推挽读取（让我一开始非常迷惑），实测下来有的单片机如果SWD脚驱动不强的话可能兼容性不太好。

所以整个SWD时序创建了一个汇编文件，全部用汇编优化。网上写的8051如何C和汇编混合编程，也是写的乱七八糟的，互相抄来抄去，东拼西凑。我研究了好久才让这玩意稳定工作（）可能还是因为太菜了吧

优化后 经过计算软IO模拟的话，12个处理器周期可以刷一个SWD时钟,3.3V下16M主频时钟1.66M,5V下24M主频时钟2M.
3.3V下IO模拟读取时序：

3.3V下IO模拟写时序：

16M主频下看起来SWD接口的占空比比较大，实际研究后，间隔时间五分之二是ch552在处理，五分之三是上位机比较慢，上位机驱动不改的话，下位机处理DAP指令还是有不少的优化空间（从xram倒腾数据过程非常多），不过考虑到我头发有限，目前就暂时不弄了。

串口优化：原版的串口驱动只能说叫有，但是基本没什么优化，串口发送是cpu在硬等，数据量一大就丢包。目前优化后使用256字节的xram做串口发送大fifo，（这样的好处是写入写出指针用8位刚好可以，处理fifo的满和空非常简单），串口接收由于usb带宽远高于串口，所以用64字节缓存足矣，收到串口数据只要有usb端点空闲就直接丢给usb（基本上1-2个字节就会发一次），总体没什么压力。
发送大于256字节的串口数据，usb会发四次包直到缓存塞满。usb发包的时候确实会打断串口中断，以后可以优化以下用中断嵌套，使得串口优先级更高。
但是fifo的处理涉及到可能会两个中断同时访问，还需要掉些头发。
可以看到swd和串口一起工作的时候的状态，波特率干到500000

如果没有要复杂处理的usb中断，swd是不影响串口的

降低波特率到115200

硬件spi优化
使用硬件spi刷写swd部分的固定字节。8-bit的command和32bit的数据可以直接切换到spi刷
优化占比可以达到(8+32)/(8+5+32+1)≈87%


既然用了spi 就可以调速度，以5V下跑24M主频为例，swd速度可调100KHz~12MHz,当然只调节spi刷的部分，软件部分改不了的。
100K

1M

实际上是6M，12M逻辑分析仪抓不到了，但是也可以正常通讯。我还玩了下主频32M跑鸡血16M时钟，也没什么问题。

开源了PCB工程文件和电路图，代码开源了软件模拟io，因为spi硬件刷新的我测下来兼容性并不是太好，有点挑MCU，有时候会莫名其妙报错，所以我回头在研究研究，就先不拿出来献丑了。提供几个编译好的固件大家可以试试。
欢迎找bug，提交改进意见~
禁止用于商业用途