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【doc】嵌入式系统调试方法的分析与比较.doc
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2022-06-12
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【doc】嵌入式系统调试方法的分析与比较
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嵌入式系统调试方法的分析与比较
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总
第
二
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三一
期
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引言
丘凯伦
(广州大学信息与机电 T 程学院计算机系,广州 510405)
摘要:调试是嵌入式系统开发过程中必不可少的重要环节,它占整个开发时间的
2O%~5【】%.本文对常用
的调试方法进行了介绍.分析与比较了调试方法及其调试工具的特点,为在不同条
件下选择合适
的调试工具提供了参考,有助于嵌入式系统调试性能的提高.
关键词:嵌入式系统;调试;JTAG;R.OM;ICE
嵌入式系统是以应用为中心,计算机技术为基
础,软,硬件可裁剪,适应应用系统对功能,可靠性,成
本,体积,功耗严格要求的专用计算机系统,它是基于
嵌入式处理器的设备.嵌入式系统现在几乎应用于所
有电子与电器设备.嵌入试系统的开发和应用发展很
快.高端嵌入式处理器得到了普遍的应用.片上系统,
深度嵌入,软件复杂化的发展给传统的调试工具带来
r 挑战.传统的调试方法与工具可能存在的弊端是:
占用系统资源较多,过分信赖芯片引脚,调试速度低
于处理器正常速度,价格昂贵等.随着系统的日渐复
杂化和集成化,调试工具多种多样.要处理高频操作
限制,内部总线外部不可见,实时跟踪等问题,对嵌入
式系统的调试需要采用更先进的技术与 T 具.
嵌入式系统的开发主机和目标机处于不同的机
器中,调试器程序运行于桌面操作系统,而被调试的
程序运行于嵌入式操作系统之上,调试方法解决调试
器与被调试程序之间如何通信的问题.常用的调试方
法有:基于主机的调试,软件仿真器,边界扫描技术
(JTAG),ROM 仿真器,在线仿真器(ICE),远程调试
器,背景调试模式(BDM)等.
1 调试方法与调试器
嵌入式系统调试时,主机上运行的集成开发调试
1 二具(调试器)通过串口/并口/以太网口直接或间接地
与嵌入式系统相连,选用的调试器一般具有编辑,汇
编,编译,链接和调试环境,支持用户观察或修改嵌入
式处理器的寄存器和存储器配置,数据变量的类型和
@MODERNCOMPUTER211
数值,堆栈和寄存器的使用,支持程序断点设置,单步,
断点或全速运行等特性.调试方法及调试器的选择要
考虑指令执行时间,中断时间,定时器等方面与实际处
理器的差别和影响程序调试效果的程度.以及调试排错
性能,当然还包括调试器的易用性和性价比等因素.
(1)基于主机的调试
基于主机的调试方法是根据可移植性原理,一些
程序模块可以采用在开发主机上进行调试的方法,较
适用于嵌入式系统目标机和开发主机系统是计算机平
台时.而一般嵌入式系统的目标机与主机系统之间总
是存在差别,须把测试工作最终转移到目标系统上.在
此方式下的调试,如 MNT 仿真开发平台,基于~C/OSⅡ
的应用开发,要考虑解决可能存在实际目标机系统运
行时造成的问题和字长兼容性及字节排序问题.
(2)软件仿真器
使用软件仿真器(指令集模拟器 ISS)的方法进行
调试,应用程序在软件仿真器中调试,每一条被执行
的指令运行在实际不存在的硬件上,可方便用户在开
发主机上完成一部分简单的调试工作.高档软件仿真
器可以采用实时时钟或仿真时钟的方式,提供了对指
令执行时间的仿真.这种方法可以在脱离目标系统硬
件的条件下验证应用系统的正确性与实时性.但是由
于指令集模拟器与真实的硬件环境有相差,即使用户
使用指令集模拟器调试通过的程序,也有可能无法在
目标机系统硬件环境下运行.须把调试 T 作最终转移
到目标系统上来完成.
(3)使用 1TAG 接口的边界扫描技术
JTAG 遵循 IEEE1149.1 标准,是一种国际标准测
试协议,主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真,
调试.JTAG 技术是一种嵌入式调试技术,它在芯片内
部封装了专门的测试电路 TAP(测试访问口),通过专
门的 JTAG 测试 T 具对内部节点进行测试.标准的
JTAG 接口包括以下 4 线:TMS(测试模式选择),TCK
(测试时钟),TDI(测试数据输入),TDO(测试数据输
出).基于 JTAG 接口的边界扫描测试技术,是在芯片
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oligaga
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