Raspberry Pi Pico をデバッグプローブとして使用する方法
目次
- 0. 必要なもの
- 1. Pico SDK/Exampleのビルドと動作確認
- 2. Debugprobeのインストール
- 3. ハードウェアの接続
- 4. OpenOCDのビルドと動作確認
- 5. GDB起動
0. 必要なもの
- デバッグプローブ (Raspberry Pi Pico)
- デバッグ対象のマイコン（Raspberry Pi Pico2）
- USBケーブル（データ通信可能なもの）
- 接続用のジャンパーワイヤ (4本)
1. Pico SDK/Exampleのビルドと動作確認
1.1 Pico SDKに必要なパッケージのインストール
sudo apt update
sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi build-essential git
1.2 Pico SDKのダウンロード
cd ~
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
cd pico-sdk
git submodule update --init
1.3 Pico SDKの環境変数の設定
echo 'export PICO_SDK_PATH=~/pico-sdk' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
1.4 Pico Exampleのビルド
cd ~
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-examples.git
cd pico-examples
git submodule update --init
mkdir build_pico2
cd build_pico2
cmake .. -DPICO_PLATFORM=rp2350 -DPICO_BOARD=pico2
make -j$(nproc)
1.5 Pico Exampleの動作確認
Pico SDK を正しくインストールしたか確認するために、公式の「blink」サンプルをPico2で動作させます。
Pico2を BOOTSEL モードで接続し、ファイルをコピー：
cd blink
cp blink.uf2 /media/$USER/RP2350/
LEDが点滅すればOKです。
2. Debugprobeのインストール
2.1 Debugprobeのダウンロード
cd ~
mkdir debugprobe; cd debugprobe
wget https://github.com/raspberrypi/debugprobe/releases/download/debugprobe-v2.2.3/debugprobe_on_pico.uf2
2.2 Debugprobeのインストール
Picoを BOOTSEL モードで接続し、ファイルをコピー：
cp debugprobe_on_pico.uf2 /media/$USER/RPI-RP2/
3. ハードウェアの接続
Raspberry Pi Pico（Picoprobe）とターゲットボード（デバッグ対象）を以下のように接続します。
| 信号 | Pico (Picoprobe) | ターゲットボード |
|---|---|---|
| SWCLK | GP2 (Pin4) | DEBUG SWCLK |
| SWDIO | GP3 (Pin5) | DEBUG SWDIO |
| SRST | GP4 (Pin6) | RUN (Pin30) |
| GND | GND (Pin3) | DEBUG GND |
4. OpenOCDのビルドと動作確認
4.1 OpenOCDに必要なパッケージのインストール
sudo apt install texinfo libtool libhidapi-dev libusb-1.0-0-dev libftdi1-dev pkg-config
4.2 OpenOCDのダウンロード
cd ~
git clone https://github.com/raspberrypi/openocd.git --branch picoprobe --depth=1
cd openocd
4.3 OpenOCDのビルド
./bootstrap
./configure --enable-picoprobe --enable-cmsis-dap
make -j$(nproc)
sudo make install
4.4 OpenOCDの動作確認方法
リセットに、SRSTを使う場合と、SYSRESETREQを使う場合があります。
| SRST | SYSRESETREQ | |
|---|---|---|
| 仕組み | デバッグアダプタ（CMSIS-DAP, J-Link など）が ターゲットの nRESET ピン を物理的にアサートして、チップ全体をハードリセットします。 | SWD経由でデバッグアダプタが Cortex-MのAIRCR（Application Interrupt and Control Register）にある SYSRESETREQ ビット をセットする。すると CPU が内部的にリセットをかけ、ベクタアドレスから再実行を開始する。 |
| 特徴 |
|
|
| メリット |
|
|
| デメリット |
|
|
4.4.1 リセットに、SRSTを使う場合
cd /usr/share/openocd/scripts
sudo openocd \
-f interface/cmsis-dap.cfg \
-f target/rp2350.cfg \
-c "adapter speed 1000; \
adapter srst pulse_width 400; \
adapter srst delay 600; \
reset_config \
srst_only \
srst_open_drain \
connect_assert_srst \
srst_nogate; \
init; \
targets rp2350.dap.core0; \
cortex_m vector_catch all; \
reset halt"
- -f interface/cmsis-dap.cfg
CMSIS-DAP インターフェース用の設定ファイルを読み込む - target/rp2350.cfg
RP2350（Raspberry Pi Pico 2）のターゲット設定ファイルを読み込む - adapter speed 1000
SWDクロック速度を1000kHz に設定 - adapter srst pulse_width 400
SRST信号を400ms間アサート（長めのリセットパルス） - adapter srst delay 600
SRST解除後に600ms待ってから通信開始（起動安定化） - reset_config
リセット関連の設定を指定する - srst_only
OpenOCD に「TRST（JTAGリセット）は使わない、SRST（システムリセット）のみ使う」と伝えます。つまり システムリセットピン（nRESET）だけでリセットを制御する設定です。ARM Cortex-M 系（RP2350 もそう）では TRST が無いので通常この指定になります。 - srst_open_drain
SRST 信号を オープンドレイン出力として駆動します。nRESET ラインは多くのデバイスでオープンドレイン構成になっているため、安全のためこの設定を使うことがあります。実際には デバッガ側がリセット線を強くドライブせず、GND に落とすか Hi-Z にする方式です。 - connect_assert_srst
「ターゲットに接続するときに、常にリセットを押し下げた状態で接続する」という意味です。これにより、ターゲットが暴走中でも確実に SWD/JTAG 接続を確立できます。特に RP2350 のように、ROM ブートコードがすぐ動き始めるデバイスでは有効。 - srst_nogate
「SRST とデバッグポートのリセット(TRST)を連動させない」という指定です。一部のデバッガは「SRST を押すと内部的に TRST も一緒に制御」することがありますが、それを禁止する設定。Cortex-M では TRST が存在しないため、srst_nogate を指定しないと警告が出ることが多いです。 - init
OpenOCDの初期化を実行し、ターゲットに接続 - targets rp2350.dap.core0
デバッグ対象をRP2350のCore0に指定 - cortex_m vector_catch all
すべての例外・リセットイベントで自動停止（HardFault等も含む） - reset halt
ターゲットをリセット後、直ちに停止状態で制御を保持。
4.4.2 リセットに、SYSRESETREQを使う場合
sudo openocd \
-f interface/cmsis-dap.cfg \
-f target/rp2350.cfg \
-c "adapter speed 1000; \
cortex_m reset_config sysresetreq; \
init; \
targets rp2350.dap.core0; \
cortex_m vector_catch all; \
reset halt"
「4.4.1のリセットに、SRSTを使う場合」との差分だけ説明します。
- cortex_m reset_config sysresetreq
SWD経由でデバッグアダプタが Cortex-MのAIRCR（Application Interrupt and Control Register）にある SYSRESETREQ ビット をセットする。
5. GDB起動
5.1 GDBのダウンロード
sudo apt install gdb-multiarch
5.2 GDB起動
Pico2にblinkをロードして、デバッグする例です。「4.4.2 リセットに、SYSRESETREQを使う場合」で、事前にOpenOCDサーバーを起動しています。
$ cd ~/pico-examples/build_pico2/blink
$ gdb-multiarch blink.elf
(gdb) target extended-remote :3333 # OpenOCDのGDBサーバ(port 3333)に接続
Remote debugging using :3333
warning: multi-threaded target stopped without sending a thread-id, using first non-exited thread
0x00000088 in ?? ()
(gdb) load # ELFファイルをターゲットのFlashへ書き込み
Loading section .rodata, size 0x124 lma 0x1000156c
Loading section .binary_info, size 0x20 lma 0x10001690
Loading section .data, size 0x144 lma 0x100016b0
Loading section .flash_end, size 0x14 lma 0x100017f4
Start address 0x1000014c, load size 6152
Transfer rate: 2 KB/sec, 1230 bytes/write.
(gdb) thbreak main # main() 関数に一時的なブレークポイントを設定
Hardware assisted breakpoint 1 at 0x10000274: file /home/$USER/pico-examples/blink/blink.c, line 24.
(gdb) continue # 実行再開（mainや任意ブレークまで進む）
Continuing.
Thread 1 "rp2350.dap.core0" hit Temporary breakpoint 1, main () at /home/kusano/pico-examples/blink/blink.c:24
24 gpio_init(PICO_DEFAULT_LED_PIN);
(gdb)