2025-06-16发表NXP / RT1170 / FreeMaster11 分钟读完 (大约1713个字)

FreeMaster 使用

使用 FreeMASTER 实现 NXP RT1170 的运行时可视化与调试

软硬件环境：

硬件：RT1170-EVKB

SDK：24.12.00

demo：

FreeMaster：Version_

参考：https://blog.csdn.net/bjxdbz/article/details/120799718

https://community.nxp.com/t5/FreeMASTER-Knowledge-Base/Connecting-to-the-Board/ta-p/1122819

在嵌入式系统开发过程中，我们常常需要在系统运行时动态观察变量、修改参数或调试算法。NXP 提供的 FreeMASTER 工具，正是专为此类需求设计的运行时调试与监控平台，它对于RT系列MCU同样适用，本文即用RT1170为例进行介绍和实验。

FreeMaster初探

什么是 FreeMASTER

FreeMASTER 是一款由 NXP 开发的运行时可视化和调试工具。它最初用于电机控制，变量监控，后来逐步发展为一个功能丰富、连接灵活的调试平台，支持：

实时变量读取与图形可视化；
参数调整与算法调试；
命令发送与用户交互界面控制；

FreeMASTER 能够通过多种通信方式与目标设备建立连接，包括：

UART 串口（常见于调试口）；
CAN 总线；
JTAG/SWD 调试通道；
USB-CDC；
CMSIS-DAP、J-Link 等探针方式进行直接内存访问。

为什么选择 FreeMASTER

FreeMASTER 的核心优势在于它提供了开发过程中非常宝贵的“运行时窗口”：

在线调试与参数优化：你可以在系统运行时，不停机地修改控制参数。
系统动态可视化：包括变量变化曲线、波形图、录波、命令响应等。
快速 UI 原型设计：基于 HTML5 的 UI 页面，可以构建自定义按钮、滑条、仪表盘等。
无侵入式调试方式：尤其是借助 TSA 表（Target-side Addressing）技术时，甚至无需加载 ELF 文件即可访问变量。

在 NXP 的官方 Motor Control、Touch Sensing、Wireless Charging 等应用中，FreeMASTER 都是核心可视化工具。此外，它同样适用于任何自定义应用。

FreeMASTER 是 NXP MCUXpresso 软件生态的一部分，与 MCUXpresso IDE、SDK、配置工具、Secure Provisioning Tool 等配合使用。在 MCUXpresso 中，可以轻松完成以下操作：

在新建项目时直接勾选 FreeMASTER Middleware；
在已有工程中，通过“Manage SDK Components”添加；
使用 freemaster_cfg.h 对通信接口、变量访问等行为进行配置；
借助 SDK 提供的 FreeMASTER 示例快速上手。

NXP 提供了多个 FreeMASTER 示例工程，例如通过 UART 或 CAN 与 RT1170 通信，实时显示变量变化，并支持命令控制、变量刺激、图表绘制等高级功能。

FreeMASTER 核心功能

功能分类	描述
连接方式	UART、CAN、JTAG/SWD、CMSIS-DAP、J-Link、USB
数据监控	实时读取变量，绘图、列表显示
参数调节	写入变量，在线调整算法
命令交互	用户自定义命令通信
图形界面	内嵌 HTML/JS 页面，实现 UI 控制面板
与第三方协作	支持 ActiveX 与 Excel、Matlab 等通信
TSA 技术	定义可访问变量，提高安全性与兼容性

FreeMaster的Plug-In方式调试RT1170工程

这里我们基于RT1170-EVKB板子设计一个实验，通过板载的MCU-Link硬件来和FreeMaster通信。SDK中的示例已经有了使用TSA的方法，它的好处在于直接通过FreeMaster的API将变量暴露给上位机，这样，通过USB或者其他FreeMater支持的接口，可以在不加载ELF文件时直接使用上位机进行可视化调试。缺点就是需要在工程中引入FreeMaster中间件，对开发要求高一些。

如果只是简单的无侵入监控和运行时调试，我们可以通过本文的Plug-In方式，加载image，再通过上位机调试，一般适用于有板载调试器的情况。

MCUXpressoIDE 工程准备

以RT1170-EVKB上附带的红色和绿色LED切换为例：

导入evkbmimxrt1170_iled_blinky_cm7工程；
通过PinConfigTool配置GPIO_AD_25，使它用作GPIO输出引脚；

修改代码主文件：

请注意，FreeMaster只会获取全局变量，因此，待观测的变量一定要修改为全局变量！

volatile uint32_t g_systickCounter;
/* The PIN status */
volatile uint8_t g_led_index = 0;
volatile bool demo_online = 1;

void SysTick_Handler(void)
{
    if (g_systickCounter != 0U)
    {
        g_systickCounter--;
    }
}

void SysTick_DelayTicks(uint32_t n)
{
    g_systickCounter = n;
    while (g_systickCounter != 0U)
    {
    }
}

/*!
 * @brief Main function
 */
int main(void)
{
    /* Board pin init */
    BOARD_InitHardware();

    /* Set systick reload value to generate 1ms interrupt */
    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000U))
    {
        while (1)
        {
        }
    }

    //Gavin Turn off all LEDs initially. LOGIC_LED_OFF is 1U.
    GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO, EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO_PIN, 0U);
    GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_RED_GPIO, EXAMPLE_LED_RED_GPIO_PIN, 0U);

    while (1)
    {
        /* Delay 1000 ms */
        SysTick_DelayTicks(1000U);
        //Gavin logic to switch between green and red leds
        if (g_led_index == 0) /* g_led_index == 0 绿灯亮*/
        {
            GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO, EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO_PIN, 1U);
            GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_RED_GPIO, EXAMPLE_LED_RED_GPIO_PIN, 0U);
        }
        else /* g_led_index == 1 宏灯亮*/
        {
            GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO, EXAMPLE_LED_GREEN_GPIO_PIN, 0U);
            GPIO_PinWrite(EXAMPLE_LED_RED_GPIO, EXAMPLE_LED_RED_GPIO_PIN, 1U);
        }
        if(demo_online)
        {
        	g_led_index = (g_led_index + 1) % 2;
        }
    }
}

设计两个全局变量的原因：

变量g_led_index会通过持续的取余来达到Red/Green两色LED切换的效果。

但是，FreeMaster是个运行时的调试工具，如果我们不给工程增加demo_online这个volatile变量，即使在FreeMaster中修改g_led_index的值，它仍然不停变化，无法详细的观测。

因此，先调整demo_online为0，则g_led_index不再自动更改；
再手动修改g_led_index为奇数偶数，就可以观察板子对应的LED的变化了。

FreeMaster工程连接

工程配置

打开FreeMaster会自动新建工程，打开Project–Options..

2.因为我们的板载调试器使用的JLink OB，则这里选择对应的Plug-In即可：

配置MCU的Connect string:
加载MCUXpressoIDE编译的axf镜像文件：
在ProjectTree中右键项目，打开Properties，把需要监控的变量都导入右边：
在监控变量上右键，创建示波器，通过图形化界面观察变量的变化：

可以看到，当g_systickCounter减到0后，g_led_index发生变化，此时切换LED颜色。由于我们事先配置好了demo_online这个变量，我们通过把它置为0，可以阻止g_led_index的变化。然后，配置g_led_index,观察LED颜色和代码逻辑一致性。