Проект изменений и дополнений оригинального кода OpenOCD (Open On-Chip Debugger) для поддержки российских микроконтроллеров RISC-V
Полностью открытый исходный код позволяет всем желающим быстрее осваивать проектирование и программирование устройств электроники на отечественных микроконтроллерах с процессорами открытой архитектуры RISC-V. Поэтому тестирование сборок данного ПО выполняется нами в первую очередь на доступных отладочных платах с открытыми проектами BluePill-MIK32 и BlueBird-VG015, с программаторами из открытых проектов BlueProg, DAPLink и DirtyJTAG.
Не забывайте и не стесняйтесь сообщать о любых ошибках, трудностях и неудобствах при работе с нашей сборкой OpenOCD. Это можно сделать в разделе Проблемы данного репозитория.
Текущими модификациями решены следующие задачи:
1) Интегрирован разработанный Владимиром Зайцевым (@rabidrabbit) прототип набора драйверов OpenOCD, предназначенный для программирования встроенного ЭСППЗУ и внешней флеш-памяти микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur). Больше нет нужды в дополнение к OpenOCD использовать ранее незаменимый скрипт программирования памяти MIK32, написанный на языке Python, ведь OpenOCD и сам сможет загрузить прошивку по команде program, причём гораздо быстрее и с поддержкой большего разнообразия форматов файлов: BIN, HEX, ELF и S19 (см. документацию OpenOCD). Имейте в виду, что функционал новых драйверов сыроват и содержит множество недоработок, поэтому для его совершенствования нам требуются Ваши отзывы о результатах использования. Для загрузки прошивки в ОЗУ, как и всегда в OpenOCD, применяется команда load_image. Мы разрабатываем решение, чтобы OpenOCD автоматически загружал прошивку в любой из трёх видов памяти микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur) одной командой, не требуя ручного выбора между командами program и load_image.
Сравнение программаторов по времени и скорости записи 16 МиБ во внешнюю флеш-память MIK32 Amur драйвером OpenOCD (командой flash write_bank). Рабочий режим флеш-памяти одноканальный (Single SPI) на частоте 4 MГц. Верификация не выполняется (будет добавлена в следующих выпусках, при этом скорость записи снизится лишь на 5—10%).
- DAPLink-V2.1.2-CH32V203, adapter speed 2000 — 1030 секунд (15,9 КиБ/с)
- BlueProg-V2.8-CH552, adapter speed 1600 — 881 секунда (18,6 КиБ/с)
- DirtyJTAG-V2-STM32F103C8T6, adapter speed 1000 — 583 секунды (28,1 КиБ/с)
- J-Link-OB-STM32F103-V1, adapter speed 1500 — 542 секунды (30,2 КиБ/с)
- J-Link-V9.70-STM32F205, adapter speed 3000 — 428 секунд (38,2 КиБ/с)
- CH347T-V4.41, adapter speed 3750 — 222 секунды (73,5 КиБ/с)
- FT2232HL, adapter speed 3750 — 158 секунд (103,6 КиБ/с)
Сравнение тех же программаторов по тем же критериям, но только запись производится скриптом программирования памяти MIK32. Рабочий режим флеш-памяти одноканальный (Single SPI) на частоте 16 МГц. Выполняется верификация после записи каждого сектора размером 4 КиБ.
- DAPLink-V2.1.2-CH32V203, adapter speed 2000 — 5277 секунд (3,1 КиБ/с)
- BlueProg-V2.8-CH552, adapter speed 1600 — 4216 секунд (3,9 КиБ)
- J-Link-OB-STM32F103-V1, adapter speed 1500 — 4030 секунд (4,1 КиБ/с)
- J-Link-V9.70-STM32F205, adapter speed 3000 — 3132 секунды (5,2 КиБ/с)
- DirtyJTAG-V2-STM32F103C8T6, adapter speed 1000 — 3040 секунд (5,4 КиБ/с)
- FT2232HL, adapter speed 3750 — 2243 секунды (7,3 КиБ/с)
- CH347T-V4.41, adapter speed 3750 — 1665 секунд (9,8 КиБ/с)
2) Исправлена некорректная конфигурация инициализации доступа к отладочному порту микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur), из-за которой становились бесполезными любые попытки загрузки прошивки без ручного переключения перемычек на запуск программы из ОЗУ (очищенного отключением питания), когда программа ранее загруженной прошивки назначала выводам с JTAG другие функции. Осциллограммы сигналов интерфейса JTAG при загрузке прошивки размером 2 Кбайта в ОЗУ микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur) программатором на основе FT2232HL до и после добавления команды предварительного сброса init_reset run ясно видно на этом изображении. Больше подробностей можно найти среди описаний и настроек опций в обновлённом файле конфигурации mik32.cfg для микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur).
3) Отображение нестандартного CSR-регистра mcounten RISC-V ядра SCR1 микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur) без использования опции riscv expose_csrs 2016=mcounten, которая выводит имя регистра с приставкой csr_;
4) Скрытие отображения диапазонов адресов CSR-регистров процессоров RISC-V при помощи опции riscv hide_csrs n[-m][...]. Это особенно полезно для несуществующих регистров, когда попытки чтения/записи их значений в режиме отладки вызывают исключение с кодом 2 (недопустимая инструкция) и могут приводить к нарушению логики отлаживаемой программы, что и было обнаружено при работе с микроконтроллером К1948ВК015/8 (MIK32 Amur). Примеры параметров опции скрытия несуществующих CSR-регистров RISC-V:
Из файла конфигурации mik32.cfg для микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur):
riscv hide_csrs 1-767,770,771,774-831,837-1951,1955,1957-1967,1971-2015,2017-2815,2817,2819-2943,2945,2947-3071,3075-3199,3203-3856,3861-4095
Из файла конфигурации k1921vg015.cfg для микроконтроллера К1921ВГ015:
riscv hide_csrs 4-767,775-802,807-831,837-927,930-943,952-1826,1831-1951,1957-1967,1971-2815,2817,2823-2943,2945,2951-3071,3075-3199,3203-3856,3862-4095
5) Поддержка JTAG-программатора открытого проекта BlueProg, для которого добавлен соответствующий файл конфигурации blueprog.cfg, а также прописаны права доступа в Linux-файле 60-openocd.rules.
6) Поддержка недорогих высокоскоростных JTAG-программаторов на основе микросхемы CH347T китайской марки WinChipHead (WCH), одним из которых является модуль USB-HS-Bridge Board. В доработанном драйвере ch347.c добавлено управление линией SRST (System Reset — внешний аппаратный сигнал системного сброса микроконтроллера), для которой можно менять режим работы выхода с Open-Drain (по умолчанию) на Push-Pull при помощи соответствующей опции конфигурации. Подробности назначения всех выводов и доступные опции настроек программатора описаны в файле конфигурации ch347t.cfg;
7) Поддержка JTAG-программаторов открытого проекта DirtyJTAG на основе дешёвых адаптеров и отладочных плат с популярными микроконтроллерами серий STM32F101, STM32F103 и RP2040.
8) Скрытие сообщений о неверных идентификаторах отладочного интерфейса и ядра RISC-V микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur);
9) Скрытие предупреждений об устаревших псевдонимах некоторых команд (при использовании в том числе Eclipse IDE), которые продолжают поддерживаться в самых свежих модификациях OpenOCD;
10) Поддержка программирования флеш-памяти 32-разрядных микроконтроллеров производства АО «НИИЭТ» и их отладки;
Плюсы и минусы функционала официальных исходников, использованных в этом выпуске OpenOCD по сравнению с выпуском сентября 2025 года:
1) Заметное прибавление скорости передачи данных по интерфейсу USB-JTAG, от 15% до 65%, в зависимости от типа применяемых адаптеров.
2) У микроконтроллера К1948ВК015/8 (MIK32 Amur) невозможно произвести останов ядра сразу после старта, а в текущей версии OpenOCD данный вид поведения классифицировали как критическую ошибку, но участок исходного кода с этим условием нами был найден и скорректирован. В результате К1948ВК015/8 (MIK32 Amur) не получил никаких минусов.
3) При запуске процесса отладки у микроконтроллера К1921ВГ015 перестало подсчитываться количество обнаруженных триггеров, и поэтому GDB не может использовать точки останова. Для полноценной отладки рекомендуется откатиться к сборке сентября 2025 года и подождать, пока разработчики из сообществ RISC-V и OpenOCD не решат эту проблему, которую сами же и создали своими массовыми обновлениями основной ветки в ноябре 2025 года из-за отсутствия надлежащего тестирования результатов вносимых изменений в код OpenOCD. Загружать прошивку рекомендуется текущей версией OpenOCD из-за большей скорости передачи данных по USB-JTAG.
Пошаговая инструкция сборки OpenOCD для Windows
(проверено под Windows 10 x86_64 в MSYS2 2025-12-13 с MINGW64)
Установка сборочных зависимостей:
1) Скачать MSYS2 — ссылка на репозиторий с установочными файлами: Releases · msys2/msys2-installer, запустить и установить в папку по умолчанию C:\msys64;
2) В меню Пуск выбрать папку MSYS2 и запустить из неё консоль MSYS2 MINGW64;
3) Удовлетворить сборочные зависимости при помощи команды pacman -S для MINGW64:
pacman -S base-devel mingw-w64-x86_64-gcc mingw-w64-x86_64-gdb mingw-w64-x86_64-libtool mingw-w64-x86_64-pkg-config mingw-w64-x86_64-libusb mingw-w64-x86_64-libftdi mingw-w64-x86_64-libjaylink mingw-w64-x86_64-hidapi mingw-w64-x86_64-capstone git autoconf automake
Загрузка файлов проекта
Используя команду git clone загрузить файлы проекта из репозитория в локальную папку:
git clone https://gitflic.ru/project/rus_mcu/openocd.git
Перейти в корневую папку проекта:
cd openocd
Команды конфигурации и сборки
Команды запускаются в корневой папке проекта. Особенности сборки выбираются опциями команды configure, которые можно изучить, запустив конфигуратор с ключом --help. Опция --enable-internal-jimtcl добавлена для использования свежего встроенного пакета библиотек jimtcl, иначе конфигуратор использует по умолчанию внешнюю библиотеку, которой нет в MSYS2. Более новый встроенный пакет библиотек libjaylink включён опцией --enable-internal-libjaylink. Для ускорения сборки используется опция --jobs 8, которая увеличивает количество параллельных сборочных процессов до 8-ми (настройте её по-своему). На время сборки попробуйте отключить антивирус и/или свернуть окно терминала MSYS2, чтобы немного освободить процессор компьютера от решения бесполезных задач по проверке большого количества файлов и отображению непрерывного потока выводимого текста. Команда strip -s уменьшает размер исполняемого файла openocd.exe удалением из него отладочной информации и прочих ненужных для его работы данных.
./bootstrap
./configure --prefix="${PWD}/out" --disable-werror --enable-internal-jimtcl --enable-internal-libjaylink
make --jobs 8
strip -s src/openocd.exe
make install --jobs 8
В завершении сборки необходимо выполнить команду копирования файлов библиотек из системной папки mingw64:
cp C:/msys64/mingw64/bin/{libftdi1.dll,libhidapi-0.dll,libjaylink-0.dll,libusb-1.0.dll,libcapstone.dll} out/bin
Собранный после успешного выполнения всех команд пакет OpenOCD будет располагаться в папке out, а его исполняемый файл openocd.exe — в подпапке bin вместе c файлами библиотек, которые копируются из системной папки последними.
Чтобы при повторных сборках после внесения изменений в файлы исходного кода не повторялась генерация конфигурации и не копировалось большое количество файлов в папку out, достаточно выполнить команду make --jobs 8. Вновь собранный исполняемый файл openocd.exe располагается в папке src. Очистка от выходных файлов производится командой make clean.
В проекте используется открытый исходный код из нескольких источников:
1) Пакет openocd из репозитория openocd-org от 01.02.2026: openocd-db34f6f0a71baa9c97794cb347dc3c74b3ef729d
2) Пакет jimtcl из репозитория msteveb от 15.01.2026: jimtcl-3e67a350b50fb38f4159a870bef3f5bb6b236855
3) Пакет libjaylink из репозитория libjaylink от 16.12.2025: libjaylink-6f43303e114c1d376a46a34bff02c6cec36c740a
4) Патч с драйвером DirtyJTAG из пакета openocd в обсуждениях разработчиков от 19.01.2023: jtag: add support for adapter DirtyJTAG
5) Драйверы из пакета openocd в репозитории Владимира Зайцева (@rabidrabbit) от 23.02.2026: vostopenocd-8769f1ee45efc251e307d7442ebb442dd7befd93
* * *
Результаты сравнительных тестов OpenOCD предыдущего выпуска (20250920-4ae92ee) и OpenOCD текущего выпуска (20260201-db34f6f) под Windows 10 x86_64 на скорость чтения дампа размером 100 Кбайт из флеш-памяти микроконтроллера К1921ВГ015 некоторыми из доступных JTAG-программаторов:
WCH-LinkW-V3.4-CH32V208(CMSIS-DAP V2.0.0), adapter speed 2000
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 12.136 KiB/s | 14.306 KiB/s |
WCH-LinkE-V3.9-CH32V305(CMSIS-DAP V2.0.0), adapter speed 2000
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 12.364 KiB/s | 14.353 KiB/s |
DirtyJTAG-V2-STM32F103C8T6, adapter speed 1000
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 14.497 KiB/s | 17.286 KiB/s |
DAPLink-V2.1.2-CH32V203, adapter speed 2000
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 16.966 KiB/s | 20.632 KiB/s |
BlueProg-V2.8-CH552, adapter speed 1600
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 16.394 KiB/s | 22.840 KiB/s |
J-Link-OB-STM32F103-V1, adapter speed 2000
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 24.570 KiB/s | 42.313 KiB/s |
J-Link-V9.70-STM32F205, adapter speed 1875
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 25.864 KiB/s | 48.902 KiB/s |
CH347T-V4.41, adapter speed 1875
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 49.184 KiB/s | 69.527 KiB/s |
FT2232HL, adapter speed 1875
| openocd-20250920-4ae92ee | openocd-20260201-db34f6f |
|---|---|
| 61.892 KiB/s | 104.102 KiB/s |
Ссылки на официальные странички программного обеспечения
MSYS2 — Software Distribution and Building Platform for Windows
OpenOCD — Open On-Chip Debugger
OpenOCD Code Review — Official site
Jim Tcl — Small footprint implementation of the Tcl programming language
jimtcl — Official repository of Jim Tcl, an open-source, small footprint implementation of Tcl
libusb — Cross-platform library to access USB devices
libFTDI — FTDI USB driver with bitbang mode
HIDAPI — Simple cross-platform library for communicating with HID devices — GitHub repository
libjaylink — Shared library written in C to access SEGGER J-Link and compatible devices
Capstone — Lightweight multi-platform, multi-architecture disassembly framework
SCR1 — SCR1 is a high-quality open-source RISC-V MCU core in Verilog
mik32-uploader — Скрипт программирования памяти микроконтроллера MIK32 Amur (К1948ВК015/К1948ВК018) производства АО «Микрон»
niiet/openocd — OpenOCD с драйверами флеш-памяти для микроконтроллеров производства АО «НИИЭТ»