実際に自分も0.5mmピッチのフレキシブルケーブルと端子を購入してJTAGデバッガーとつなげて様子を見てみたところ、Raspberry Pi Trading LtdのTAPが見つかりました。
~/p/t/r/pi5_jtag ❯❯❯ openocd -f interface/ftdi/olimex-arm-usb-tiny-h.cfg -c 'transport select jtag'
Open On-Chip Debugger 0.12.0
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
jtag
Info : Listening on port 6666 for tcl connections
Info : Listening on port 4444 for telnet connections
Warn : An adapter speed is not selected in the init scripts. OpenOCD will try to run the adapter at the low speed (100 kHz)
Warn : To remove this warnings and achieve reasonable communication speed with the target, set "adapter speed" or "jtag_rclk" in the init scripts.
Warn : libusb_detach_kernel_driver() failed with LIBUSB_ERROR_ACCESS, trying to continue anyway
Info : clock speed 100 kHz
Warn : There are no enabled taps. AUTO PROBING MIGHT NOT WORK!!
Info : JTAG tap: auto0.tap tap/device found: 0x20001927 (mfg: 0x493 (Raspberry Pi Trading Ltd), part: 0x0001, ver: 0x2)
Warn : AUTO auto0.tap - use "jtag newtap auto0 tap -irlen 5 -expected-id 0x20001927"
Warn : gdb services need one or more targets defined
これがRP1のCortex-M3コアのTAPと考えてDAPの接続等を試行しましたが、うまくいきませんでした。 Arm Debug Interfaceでは命令ビット長は4または8bitと決められていますが、OpenOCDがAutoProbeで見つけた命令ビット長は5bitなので、合っていません。 よって、Cortex-M3以外の何らかのTAPが見えていると考えられます。
~/p/t/r/pi5_jtag ❯❯❯ openocd -f interface/ftdi/olimex-arm-usb-tiny-h.cfg -f rp1.cfg
Open On-Chip Debugger 0.12.0
Licensed under GNU GPL v2
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http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
3758153728
Info : Listening on port 6666 for tcl connections
Info : Listening on port 4444 for telnet connections
Warn : libusb_detach_kernel_driver() failed with LIBUSB_ERROR_ACCESS, trying to continue anyway
Info : clock speed 100 kHz
Info : JTAG tap: cpu0.cpu tap/device found: 0x4ba00477 (mfg: 0x23b (ARM Ltd), part: 0xba00, ver: 0x4)
Info : JTAG tap: cpu1.cpu tap/device found: 0x4ba00477 (mfg: 0x23b (ARM Ltd), part: 0xba00, ver: 0x4)
Info : [cpu0] Cortex-M3 r2p1 processor detected
Info : [cpu0] target has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : [cpu1] Cortex-M3 r2p1 processor detected
Info : [cpu1] target has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : gdb port disabled
Info : starting gdb server for cpu0 on 3333
Info : Listening on port 3333 for gdb connections
Info : gdb port disabled
Info : starting gdb server for cpu1 on 3334
Info : Listening on port 3334 for gdb connections
Raspberry Pi 5からのハードウェアデバッグは、Raspberry Pi 4までと比べて以下の点が変わっていました。
デバッグインターフェイスがJTAGからSWDに変わった
デバッグ用端子が出ている場所が40pin GPIOからUART/デバッグ用コネクタに変わった
UARTとハードウェアデバッグ機能は排他
Raspberry Pi Debug Probeがあれば簡単に接続可能
デバッグ・CTIのアドレスが変わった
OpenOCDの設定ファイルに変更が必要
デバッグの仕組みがSWDに変わったので、Raspberry Pi 4まで利用していたJTAGデバッガーは使えなくなりました。 一方、Raspberry Pi Debug Probeは一般的なデバッガーの中では比較的安価ですし、接続もケーブル1本でよくなりました。 そのため、全体的なデバッグの敷居は低くなった印象です。
Raspberry Pi ImagerなどでRaspberry Pi OS（64bit）をmicroSDカードに書き込んでください。 その後、第1パーティション（Raspberry Pi OS上からは /boot/firmware/ 以下）の config.txt の末尾に以下の行を追記してください。
enable_jtag_gpio=1
この設定を入れることでRaspberry Pi 5のUART端子の機能が起動時にSWDへ変わり、デバッガーをつなげるようになります。
接続
以下の画像を参考に、Raspberry Pi 5のUART端子（HDMI端子の間）とDebug ProbeのSWD端子（右側のDと書かれたほう）をコネクタで繋いでください。
OpenOCDを使ってデバッグを行う際は、デバッグターゲットの設定ファイルが必要です。 ROM infoから得られる情報を用いてRaspberry Pi 5に搭載されているBCM2712用の設定ファイルを作ったので、以下を適当な場所に保存してください。 （OpenOCDに含まれる target/bcm2711.cfg をベースに作成したので、このファイルのライセンスは元ファイルと同じくGPL2.0で提供します）
# bcm2712.cfg
# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
# OpenOCD target config file
# This file is based on target/bcm2711.cfg
# I have checked that it works with Open On-Chip Debugger 0.12.0
# using the Raspberry Pi Debug-Probe interface
transport select swd
adapter speed 1000
if { [info exists CHIPNAME] } {
set _CHIPNAME $CHIPNAME
} else {
set _CHIPNAME bcm2712
}
if { [info exists CHIPCORES] } {
set _cores $CHIPCORES
} else {
set _cores 4
}
if { [info exists USE_SMP] } {
set _USE_SMP $USE_SMP
} else {
set _USE_SMP 0
}
if { [info exists DAP_TAPID] } {
set _DAP_TAPID $DAP_TAPID
} else {
set _DAP_TAPID 0x2ba00477
}
# swj_newdap $_CHIPNAME cpu -irlen 4 -ircapture 0x1 -irmask 0xf -expected-id $_DAP_TAPID
swd newdap $_CHIPNAME cpu -expected-id $_DAP_TAPID
dap create $_CHIPNAME.dap -chain-position $_CHIPNAME.cpu
# MEM-AP for direct access
target create $_CHIPNAME.ap mem_ap -dap $_CHIPNAME.dap -ap-num 0
# these addresses are obtained from the ROM table via 'dap info 0' command
set _DBGBASE {0x80010000 0x80110000 0x80210000 0x80310000}
set _CTIBASE {0x80020000 0x80120000 0x80220000 0x80320000}
set _smp_command "target smp"
for { set _core 0 } { $_core < $_cores } { incr _core } {
set _CTINAME $_CHIPNAME.cti$_core
set _TARGETNAME $_CHIPNAME.cpu$_core
cti create $_CTINAME -dap $_CHIPNAME.dap -ap-num 0 -baseaddr [lindex $_CTIBASE $_core]
target create $_TARGETNAME aarch64 -dap $_CHIPNAME.dap -ap-num 0 -dbgbase [lindex $_DBGBASE $_core] -cti $_CTINAME
set _smp_command "$_smp_command $_TARGETNAME"
}
if {$_USE_SMP} {
eval $_smp_command
}
# default target is cpu0
targets $_CHIPNAME.cpu0
以上で準備は完了です。
ハードウェアデバッグ
ここからは実際にOpenOCDを立ち上げてデバッグを行ってみます。
OpenOCDの起動
さきほど取得したファイル等を用いてOpenOCDを起動し、Raspberry Pi 5に接続します。 Raspberry Pi 5の電源を入れて数秒待った後（※）、以下のコマンドをPC上で実行してください。 （※: 最初しばらくはブートローダーのログ出力のために使われるので、SWD機能に変わるのを待つ必要があります）
openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f bcm2712.cfg
うまく接続ができれば、以下のようなログが出てきます。
~/p/t/r/pi5_jtag ❯❯❯ openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f bcm2712.cfg
Open On-Chip Debugger 0.12.0
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
Info : Listening on port 6666 for tcl connections
Info : Listening on port 4444 for telnet connections
Info : Using CMSIS-DAPv2 interface with VID:PID=0x2e8a:0x000c, serial=SERIAL_NUMBER
Info : CMSIS-DAP: SWD supported
Info : CMSIS-DAP: Atomic commands supported
Info : CMSIS-DAP: Test domain timer supported
Info : CMSIS-DAP: FW Version = 2.0.0
Info : CMSIS-DAP: Interface Initialised (SWD)
Info : SWCLK/TCK = 0 SWDIO/TMS = 0 TDI = 0 TDO = 0 nTRST = 0 nRESET = 0
Info : CMSIS-DAP: Interface ready
Info : clock speed 1000 kHz
Info : SWD DPIDR 0x2ba01477
Info : bcm2712.cpu0: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : bcm2712.cpu1: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : bcm2712.cpu2: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : bcm2712.cpu3: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints
Info : gdb port disabled
Info : starting gdb server for bcm2712.cpu0 on 3333
Info : Listening on port 3333 for gdb connections
Info : starting gdb server for bcm2712.cpu1 on 3334
Info : Listening on port 3334 for gdb connections
Info : starting gdb server for bcm2712.cpu2 on 3335
Info : Listening on port 3335 for gdb connections
Info : starting gdb server for bcm2712.cpu3 on 3336
Info : Listening on port 3336 for gdb connections
