# Dap-Sampler **Repository Path**: ZTS11/Dap-Sampler ## Basic Information - **Project Name**: Dap-Sampler - **Description**: No description available - **Primary Language**: Unknown - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2026-07-09 - **Last Updated**: 2026-07-09 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # DAP Sampler > 基于 CMSIS-DAP v2 协议的高速变量采样与可视化工具，专为 ARM Cortex-M 调试场景打造。 通过 DAP-Link 仿真器直接读取 MCU 内存变量，无需修改目标固件、无需串口日志、无需额外 I/O 引脚。支持 CLI 命令行和 GUI 可视化两种使用方式，从快速内存 peek/poke 到多变量高速波形采集一应俱全。 ## 特性 ### CLI 命令行 | 子命令 | 功能 | |--------|------| | `list` | 列出所有已连接的 CMSIS-DAP v2 设备（VID/PID/序列号/厂商信息） | | `info` | 连接设备并显示调试信息（DPIDR、AP IDR） | | `read ` | 读取 32 位内存值，支持 `--float` 解析为浮点 | | `write --value ` | 写入内存值，支持 u32（hex/dec）和 float 类型 | | `monitor ` | 连续监视单个变量，可指定采样率和次数 | | `sample --addresses ...` | 高速流水线采样，支持最多 8 个变量，输出 CSV | | `gui` | 启动 GUI 可视化界面（默认行为，双击 exe 即启动） | ### GUI 可视化 - **实时波形显示**：多通道同时显示，支持 float / int32 / uint32 / int16 / uint16 / int8 / uint8 七种数据类型 - **采样率可调**：1–100 kHz，最高 100000 个采样点 - **ELF 变量浏览器**：加载固件 ELF 文件后自动解析 DWARF 调试信息，按名称勾选变量即可采样，无需手动查地址 - **Watch 监视面板**：6 列表格（Name / Address / Type / Value / Refresh(s) / Remark），支持在线修改变量值、自定义备注、可调列宽和面板高度 - **通道面板**：每通道独立颜色、显示开关、Y 轴偏移/缩放 - **游标测量**：左右两个游标，自动显示两点间时间差和值差 - **Follow 模式**：跟随最新数据滚动，自动 Y 轴自适应 - **SWD 时钟可调**：1/2/5/10/20/30/50 MHz 六档可选（仅 Idle 状态可改） ### 工程化细节 - **双线程流水线引擎**：USB 采集线程 + 渲染线程，无锁环形缓冲区，避免数据竞争 - **精确时间戳**：基于 `seq × period_ns` 计算，确保波形等间隔 - **DAP-Link 安全释放**：`BulkTransfer` 实现 `Drop` trait，停止采集或关闭窗口时自动释放 USB 设备 - **响应解析鲁棒性**：携带缓冲区处理 USB 不完整响应，多响应合并解析 - **单文件分发**：依赖静态链接，整个程序只有一个 `dap-sampler.exe`（约 7.6 MB），无需安装运行时 - **跨版本测试覆盖**：8 个测试文件覆盖协议、环形缓冲、采样、UI、变量树、Watch 转换等模块 ## 硬件要求 - **仿真器**：支持 CMSIS-DAP v2（Bulk 传输）的 DAP-Link - **目标 MCU**：ARM Cortex-M 系列（STM32F103C8T6 / AC7840X 均验证通过） - **USB 驱动**：Windows 下需 WinUSB 驱动（可用 [Zadig](https://zadig.akeo.ie/) 安装） ## 快速开始 ### 1. CLI 命令行 ```powershell # 列出设备 dap-sampler.exe list # 连接并查看信息 dap-sampler.exe info # 读取内存 dap-sampler.exe read 0x20000000 dap-sampler.exe read 0x20000000 --float # 写入内存（修改变量） dap-sampler.exe write 0x20000000 --value 0x0000000C dap-sampler.exe write 0x20000000 --value 3.14 --float # 连续监视（10 kHz, 100 个点） dap-sampler.exe monitor 0x20000000 --rate 10000 --count 100 # 多变量流水线采样，输出到 CSV dap-sampler.exe sample --addresses 0x20000100,0x20000104 --rate 5000 --output data.csv ``` ### 2. GUI 可视化 ```powershell # 双击 dap-sampler.exe，或命令行启动 dap-sampler.exe gui # 启动时加载 ELF 并预设变量 dap-sampler.exe gui --elf firmware.elf --addresses 0x20000100,0x20000104 --rate 5000 ``` GUI 启动后： 1. 在左侧 **变量浏览器** 加载 ELF，勾选要采样的变量；或在 **通道面板** 直接输入地址 2. 选择 SWD 时钟频率（默认 10 MHz，仅 Idle 状态可改） 3. 设置采样率和采样点数 4. 点击 **Start** 开始采集，**Stop** 停止 5. Watch 面板双击 Value 列可在线修改变量值 ### 3. 从源码构建 ```bash # 克隆仓库 git clone && cd Dap-Sampler # Debug 构建 cargo build # Release 构建（单文件 exe，含图标） cargo build --release # 运行测试 cargo test ``` ## 使用建议 - **SWD 时钟**：10 MHz 的情况下能做到15khz单个4bytes变量采集，如果需要更高的采集速率需要提高SWD时钟频率。 - **类型选择**：浮点变量用 `--float` 或 `float` 类型；整型变量按实际宽度选择 int32/uint16 等 - **PowerShell 兼容**：地址可用 `0x20000000` 或十进制形式，PowerShell 自动转换也能识别 ## 已知限制 - 仅支持 CMSIS-DAP v2（Bulk 传输），不支持 v1（HID） - 单次最多 8 个变量 - 采样率上限 100 kHz - 目标 MCU 开启读保护（RDP）时无法访问 ## 项目结构 ``` Dap-Sampler/ ├── build.rs 构建脚本：嵌入 exe 图标（仅 Windows） ├── Cargo.toml 依赖与元数据 ├── icon/ │ ├── icon.jpg 原始图标（1024×1024） │ ├── icon2.png 替代图标源 │ ├── icon.ico 多尺寸 ICO（嵌入 exe） │ └── icon_256.png 256×256 PNG（运行时窗口图标） ├── src/ │ ├── main.rs CLI 入口（list/info/read/write/monitor/sample/gui） │ ├── lib.rs 库入口 + 模块导出 │ ├── error.rs 统一错误类型 │ ├── usb/ USB Bulk 传输封装 │ │ ├── device.rs 设备发现（VID/PID + 字符串匹配） │ │ └── transfer.rs BulkTransfer（DROP 兜底释放） │ ├── dap/ CMSIS-DAP v2 协议层 │ │ ├── commands.rs DAP 命令常量、寄存器定义、请求编码 │ │ ├── protocol.rs 协议打包/解析（含 carry-over 缓冲） │ │ └── swd.rs SWD 操作（初始化/内存读写/时钟可调） │ ├── pipeline/ P2 流水线采集引擎 │ │ ├── engine.rs 双线程引擎（采集 + 渲染） │ │ ├── ring_buffer.rs 无锁 SPSC 环形缓冲 │ │ └── sample.rs Sample 数据结构与类型转换 │ ├── ui/ P3/P4 egui GUI │ │ ├── app.rs 主应用与状态管理 │ │ ├── controls.rs 工具栏（采样率/窗口/SWD 时钟） │ │ ├── channel_panel.rs 通道面板 │ │ ├── watch_panel.rs Watch 6 列表格 │ │ ├── variable_browser.rs ELF 变量树 │ │ ├── waveform.rs 波形渲染 │ │ ├── cursor.rs 游标测量 │ │ └── display_buffer.rs 脏通道标记 + 降采样缓冲 │ └── elf/ P4 ELF/DWARF 解析 │ ├── parser.rs ELF 文件读取 │ ├── dwarf.rs DWARF 调试信息解析 │ ├── tree.rs 变量树构建（去重/排序） │ └── types.rs 类型映射到 DAP 值类型 └── tests/ 8 个测试文件 ├── test_commands.rs ├── test_protocol.rs ├── test_ring_buffer.rs ├── test_sample.rs ├── test_variable_tree.rs ├── test_watch_transform.rs ├── test_ui.rs └── test_integration.rs ``` ## 协议栈 ``` ┌──────────────────────┐ │ CLI / GUI │ ├──────────────────────┤ │ SwdLink │ SWD 高级操作 ├──────────────────────┤ │ DapProtocol │ CMSIS-DAP 协议 ├──────────────────────┤ │ BulkTransfer │ USB Bulk 传输 ├──────────────────────┤ │ rusb (libusb) │ USB 底层 ├──────────────────────┤ │ DAP-Link 仿真器 │ ├──────────────────────┤ │ ARM Cortex-M 目标 │ └──────────────────────┘ ``` ## 技术栈 - **语言**：Rust 2021 - **USB**：rusb 0.9（libusb 1.0 后端） - **GUI**：egui 0.31 + eframe + egui_plot - **ELF/DWARF**：object 0.36 + gimli 0.31 - **CLI**：clap 4 - **资源嵌入**：winres（Windows exe 图标） ## 版本演进 - **P1**：基础通信（list / info / read / monitor），SWD 初始化与内存读写 - **P2**：双线程流水线采集引擎，无锁环形缓冲区，多变量 CSV 输出 - **P3**：egui GUI 实时波形显示，通道/游标/Follow 模式 - **P4**：ELF/DWARF 变量浏览器、Watch 监视面板、UI 重构与性能优化 - **v1.0.0**：增加 write 子命令、SWD 时钟可调、采样率上限扩至 100kHz、Windows 优化（无控制台弹出 + 圆角图标嵌入）