Cortex Kit

在 VS Code 中连接 Cortex-M，查看实时变量、绘制时域 / FFT 曲线、持续记录 CSV，并完成固件烧录和基础调试。

Cortex Kit 通过 Rust 后端和 probe-rs 直接访问 ST-Link、DAPLink / CMSIS-DAP，无需配置 OpenOCD 或 GDB Server。当前发布包适用于 Windows x64、VS Code 1.96 及以上版本，仍处于早期版本阶段。

安装

获取 cortex-kit-win32-x64.vsix 后，在 VS Code 命令面板中执行 Extensions: Install from VSIX...，或运行：

code --install-extension .\cortex-kit-win32-x64.vsix

更新已运行的版本后执行 Developer: Reload Window。插件会同时安装 CMake Tools 和 C/C++ 扩展；已有 ELF / AXF 时，无需安装编译器即可连接和查看变量。需要编译时，再安装项目使用的 CMake、Ninja 等构建工具和 Arm 编译器。

第一次连接

1. 在 VS Code 打开固件工程文件夹，准备与板上固件一致、包含 DWARF 调试信息的 ELF / AXF 文件。
2. 将探针连接到目标板。SWD 通常需要 GND、SWDIO、SWCLK，以及探针要求的参考电压连接；目标板需要供电。
3. 执行 Cortex Kit: Configure Project，按向导选择芯片、固件和探针。芯片名使用向导中的 probe-rs 目标名，例如 STM32H723VGT6 对应已验证的 STM32H723VG。
4. 手动选择 ST-Link 或 DAPLink / CMSIS-DAP，绑定扫描到的设备，选择 SWD / JTAG、调试时钟和采样频率。典型 SWD 连接可先使用 10000 kHz 和 Normal connection。
5. 在“运行和调试”中选择 Cortex Kit: Live Plot (Attach)，按 F5 连接正在运行的固件。需要烧录时选择 Cortex Kit: Flash & Debug；该模式默认运行到 ELF 的 main 后停住，等待用户再次按 F5。
6. 从 Cortex Kit Variables 添加变量到 Live Watch，在底部 Plot 中添加图表及变量，即可观察数据。

向导会保存 .vscode/launch.json。再次运行 Configure Project 会替换已有 Cortex Kit 配置，保留其他调试器的配置；只修改探针或速率时，请使用下面的 Configure Probe / Sampling。

选择、绑定和切换探针

已有项目可执行 Cortex Kit: Select ST-Link / DAPLink and Connect，或点击 Session / Live Watch 标题栏的插头按钮：

• 先选择探针类型。只有一个匹配设备时自动绑定；多个设备时按序列号选择；没有设备时可连接后点击 Retry，不会自动改用另一类探针。
• 选择目标配置后，将设备的准确 selector 保存到该配置，并以 Live Plot attach 模式连接。连接时跳过构建、烧录和连接复位；保存的配置仍保留原来的启动行为。
• 取消选择不会写入配置。切换探针前先结束当前 Cortex Kit 会话；无法区分的重复 selector 需要先断开多余设备。

执行 Cortex Kit: Configure Probe / Sampling 可修改已有配置的探针、协议、时钟、连接方式和请求采样率，同时保留芯片、固件、SVD 等配置。

DAPLink 已通过 CMSIS-DAP 后端接入。 Horco CMSIS-DAP 已使用 robomaster/pnx_template 的 STM32H723VG 固件验证连接、烧录、校验、复位、连续压力采样、暂停和继续；不同 DAPLink 固件仍需分别验证。ST-Link 同样已验证连接、采样、烧录与校验。

手动配置示例

下面的 attach 配置适合查看板上已有固件。修改芯片和 ELF 路径；多探针场景建议通过上述命令绑定准确设备。

{
  "version": "0.2.0",
  "configurations": [{
    "name": "Cortex Kit: Live Plot (Attach)",
    "type": "cortex-kit",
    "request": "attach",
    "cwd": "${workspaceFolder}",
    "chip": "STM32H723VG",
    "programBinary": "${workspaceFolder}/build/Debug/firmware.elf",
    "plotOnly": true,
    "stopOnEntry": false,
    "probe": {
      "selector": "auto",
      "protocol": "swd",
      "speedKHz": 10000,
      "connectUnderReset": false
    },
    "flashing": { "enabled": false, "verify": false, "resetAfter": false },
    "acquisition": { "requestedSamplesPerSecond": 100000, "historySeconds": 30 }
  }]
}

Live Watch 与变量修改

插件会在连接前从 ELF 索引全局 / 静态变量、结构体、数组和带 DWARF 指向类型的全局指针。展开结构体、数组或对象指针后，可直接通过成员旁的眼睛或曲线按钮添加单个标量；在容器节点上执行添加操作时，会先打开内部标量列表供你多选，不会默认加入整个对象。指针成员按采样批次读取当前指针值后访问；空指针显示为不可用值，不会读取地址 0。

点击 Live Watch 中可写变量的铅笔按钮即可修改值。插件会按类型校验输入，在目标运行时直接写入并回读校验，不会自动暂停。增加、删除或调整采集变量也在运行态直接生效；显式暂停、复位、烧录和断点操作仍会改变目标执行状态。

Live Plot 模式允许主动暂停 / 继续和上述变量写入，禁止烧录、复位、单步、任意内存写入及安装断点。

Plot：实时曲线、时间窗口与图片导出

在底部 Plot 点击 Add chart，通过 + Variable 勾选具体标量变量。结构体和数组会显示为各自的内部标量成员。图表支持 Time、FFT、Time + FFT，以及表达式、联动光标和拖动排序。顶部可切换网格、横排或竖排布局。

时间窗口可选 5 / 10 / 30 秒、1 / 2 / 5 / 10 分钟，或自定义 1–600 秒。选择会保存到 cortexKit.historySeconds，支持工作区文件夹设置，立即生效且不改变采样率。增大窗口后逐步积累新数据；已丢弃的旧数据不能恢复。缩小窗口会裁去旧数据。

点击 导出图片，勾选一个或多个图表并选择保存位置，即可按当前图表顺序竖向合并为一张 1800 像素宽的 PNG，保留标题、完整变量图例和各自的 Time / FFT 模式。导出使用生成图片时的当前数据，不暂停目标。

暂停或结束调试后仍可导出；隐藏再打开面板也会恢复保留数据。开始新的目标会话会清空旧数据，重载 VS Code 后不保留。缓存最多保留所选时间窗口及约 800 万个数值，高速、多变量采集可能实际保留更短。需要完整记录时使用 Sample / CSV。合并图片过大时，请分批选择图表。

Sample：持续后台记录与 CSV 查看

执行 Cortex Kit: Sample / CSV 打开底部 Sample：

1. 点击 选择变量，最多选择 64 个标量，输入请求频率 1–100000 S/s。
2. 点击 开始记录并选择 CSV 保存位置。尚未连接时会选择已有配置，以不烧录、不复位、不执行构建任务的方式 attach。目标暂停时需 Continue 才能产生样本。
3. 记录会持续写入磁盘，直到点击 停止并保存。没有定时自动停止；隐藏、关闭或重新打开 Sample 面板不会中断后台记录。
4. 暂停目标期间保持文件打开，继续后在同一 CSV 中保留实际时间间隔。临时读取失败或数据连接重连会等待新样本；会话结束 / 切换、VS Code 扩展宿主退出、磁盘写入失败或写入积压超过限制时会结束记录并报告状态。 CSV 为带 BOM 的 UTF-8，列为 elapsed_s,timestamp_ns,stream_epoch,<变量...>。时间戳来自适配器的单调主机时钟和实测读取批次，不是 UTC 或目标固件时间戳。记录只使用真实收到的样本，不通过插值或重复值补齐请求频率。预览只保留最近 4000 行，CSV 写入全部实际记录行。采样选择、抽样、预览聚合与文件写入均在 Rust 数据核心完成。

外设、构建、烧录与调试

• 外设寄存器：执行 Cortex Kit: Select SVD File 选择 CMSIS-SVD，或设置 svdFile。.s 汇编和 .ld 链接脚本不能代替 SVD。
• F7 / Cortex Kit: Build：调用 CMake Tools 构建。先在 CMake Tools 配置工具链、预设和构建目录。
• F8 / Cortex Kit: Flash：选择固件配置，执行其 preLaunchTask（如有），烧录后启动目标并断开；无构建任务时直接使用现有镜像。支持 ELF / AXF / OUT、HEX、BIN、UF2，非 ELF 格式仍需更广泛实机验证。
• F5：启动 Flash & Debug 时先烧录、校验并复位，再运行到 runToEntryPoint（默认 main）停住；用户再次按 F5 后才继续执行。调试过程中 F5 用于继续；F7 / F8 的构建烧录快捷键让位于调试快捷键。
• Cortex Kit: Import Cortex-Debug Configuration：从已有 Cortex-Debug 配置导入可识别字段，连接前检查目标、固件和探针设置。
• Cortex Kit: Mock Debug：无硬件时体验模拟调试与采样。

当前支持基础暂停 / 继续、硬件断点、单指令步进、CPU 寄存器和内存访问。真实调用栈展开、帧局部变量、源码级 Step Over / Out 和完整反汇编尚未完成。

尽量提高采样速度

通过 Configure Probe / Sampling → Maximum throughput 请求 100000 S/s，再根据实际稳定性调整调试时钟。请求频率是调度目标，不是保证达到的采样率。

减少同时监视的变量，优先使用地址连续的普通 RAM 变量，再观察实际速率和丢帧。图表之间的重复变量会共享读取。CMSIS-DAP 返回的时钟是请求上限，不能据此认定实际物理时钟；提高时钟未必提高吞吐量。使用 robomaster/pnx_template、STM32H723VG 和 Horco CMSIS-DAP 的最终 30 秒实测中，8 个连续浮点通道为 371.78 S/s，32 个分散 32 位通道为 83.65 S/s，均为零读错、零丢帧。

常见问题

反馈问题请提交到 GitHub Issues，附插件版本、探针型号、芯片名、复现步骤及相关输出。提交前移除日志中不希望公开的固件路径或设备标识。

致谢

感谢以下两个参考项目及其作者、贡献者：

• MemRW3：为 Rust 采集数据路径、DWARF / SVD / FFT 模块划分和单一 ProbeWorker 的设计提供了参考。
• Cortex-Debug：为 VS Code 调试扩展的交互方式和配置体验提供了参考。

Cortex Kit 使用独立的工程结构和通信协议，参考关系见 架构说明。同时感谢 probe-rs 及其他依赖项目提供的基础能力；第三方组件遵循各自的许可证。

许可证与开发

Cortex Kit 原创代码采用 MIT License。开发、验证与发布步骤见 发布指南，版本变化见 CHANGELOG。