Солонина А., Улахович Д. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов (2002) (1095891), страница 72
Текст из файла (страница 72)
К программным средствам разработки и отлалки систем ((ОС опзосятся: П ассемблеры; С) лнпкеры; ьт компиляторы; С) отладчики; и симу.шторы (програл1лзные имитаторы команд процессора). Ассемблеры. линкоры и компиляторы рассмотрены в ггввв Р, поэтому здесь из программных срслств описываются отлаячикп и спмулятары; основное ппнлганпс в данной главе уделяется аппаратным срелствам. 392 Земещеемый пооцессоп Эпектропитение ак х к "3 с. с.
* Ф Ицх т Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов 10.1. Аппаратные средства отладки К аппаратным средствам отлалки (рис. )О.1) относятся аппаратцыс эмуляторы и проверочные л1одули. Апппрптные ээтутяторы прелназначены лля отладки программного и аппаратного обеспечения процессоров в режиме реального времени. Они работают под управлением ведушего компьютера (хост-компьютсра), оспашецного нсобхолимым интсрфсйсолт и программным обеспечением — отлалчиками.
Различают три группы эл~уляторок П эмуляторы-приставки, замсшаюшие в системе 11ОС отлаживаемый процессор; С! внутрисхемные, или сканирукпцие, эмулягоры, позволяюцше не изымать из системы отлаживасмый процессор; П внутрикристальные эмуляторы, работаюшпе совместно с внутрпсхечными эмуляторами и представляюшие собой одно из устройств внутрснней периферии процессора. Проверочные модули предназначены лля быстрой отладки програмлтного обеспечения ЦПОС в реальном времени и исследований разрабатываемых алгоритмов и про~рамы.
Различают лва типа проверочных модулей: С! стартовые наборы; С! отладочные модули. Рис. 10.1. классификация аппаРатных средств отладки Глава 10. СРедства разработки и отладки систем цифровой обработки сигналов ч91 10.1.1. Внутрисхемные эмуляторы-приставки Внутрисхемный эмутятвор-пристт~авко представляет собой плату, солсржашую аппаратный имитатор отлаживаемого процессора и дополнительное устрой- ство управления имитатором, Перед использованием эмулятора-приставкп процессор извлекается из системы ЦОС и па его место подключается плата (рис.
(0.2). Подключение платы к системе осушсствляется с помощью гиб- кого кабеля, количество и назначение контактов которого идентишю выво- дам замеШасмого процессора. Управление всем процессом отладки осушестпллется с хост-компьютера, содержашсго инсталлированный отладчик, и начинается с загрузки в эмуля- тор той программы, которую а дальнейшем будет выполнять процессор. Плата подгцчючастся к компьютеру через олин из стандартных параллельных портов (например, через СОМ! или СОМ2), в зависимости от образца эму- ятора.
На тшату дозжцо подаваться электропитание. Подобные эмуляторы (например, ЕУ-!СЕ процессора АтэзР-2!8!) обеспечи- вают выполнение трассировки плюграмл1ы в реальном времени. Рис. 10.2. Подключение эмулятора-приставки (И вЂ” количество контактов процессора! Эмуляторы-приставки еше не так лаяпо были единственно возможным средством внутрисхемной эмуляции, несмотря на то, что сразу были вилны их серьезные недостатки: (:э высокая стоимость; з недостаточная надежность; П большое энергопотребление; лз изменение электрических характеристик цепи, к которой подкшочается эмулятор, вслелствис чего могут возникать ошибки синхронизации. На смену эмуляторам-приставкам пришли другпс, рассматриваемсле ниже, впугрпкристзлын'е средства отладки.
Эмулятор Интерфейс Слот Х08-510 ,!ТАО 3/5 В ЛАО 1,6 — 3,6 В ,!ТАО 3г5 В ЛЛР80 3т5 В .!ТАО 1,6 — 3,6 В 18А 808Р-510 18А Рассмотрим перечисленные средства. 808Р-РС! 808Р-РС! 808Р-РР 808Р-Ррь !ТАО 3т5 В )ТАО 1,6 — 3,6 В )ТАО 3/5 В !ТАО 1,6 — 3,6 В Параллельный порт Слет 16А (Рв!! Интврфвис Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов 10.1.2. Внутрикристальные средства отладки Внутрикристальная отладка осушествляется без извлечения процессора из систелты (лОС с цельк> непосредственного контроля за выпгигненгтсл~ программы процессором иа полной скорости без какпхлш р —, тбо ог анпчеиий.
Средстве виугрикристалыюй отладки обеспечивают прямой доступ к регистрам, памяти и периферии процессора. Для внутрикристальной отладки необходнлго иметь (1 .. ): , (згтс. 10.3): П внутрисхемный эмулятор, обеспсчиваюший связь между хост-компькь тером и процессором; П внутрикристальный эмутятор, тгвляюшийся элслтеитолг внутренней пери ферип и солержашш) логику отладки процессора. Рис. 10.3. Принцип внугрикристальной отладки Внутрисхемный эмулятор В " муля го т вкшочаст в себя плату-контроллер, кабель, уг1 , б фет путрпсхемиый э. у о! и персходну1о прпставку (рис. 10.4). Эмулятор устанавливается между компьютером и про ес ор .. ц ссором.
Связь с компьютером обеспечивается устаиовкой платы в слот !8А (пли в слот РС! в новейших компьютерах), а связь с внутрикристальных ! эмулятором процессора осучпсстгыястся по специалыю ор- 1.анизованиому интерфейсу. Рис. 10.4. Подключение вн ю е ие внутрисхемного вмуллтора р дствв рвэ бетки к отладки систем цифровой Большинство процессоров содержат 5-проводиый сцгналыгый последовательцьш интерфейс станларта )ЕЕЕ 1149.1, известный как )ТАС (по названию комитета, утвсрждаюгцего стандарты: Яо!п! Тел! Асйоп Сгоцр — Объединенная рабочая группа по автоматизации тестирования).
Сам интерфейс )ТАС имеет четырггад~шть контактов. Этот стандарт используется во всех процессорах фирмы Техаэ !пзгптгттсгца Апа!ой Оеч(ссз, а также в процессорах селтейства 08Р563хх фирмы Мосого)а. В другим процессорах фирмы Могого!а применяется собственньш последовательный сигнальный интерфейс, подобный )ТАС, цо с меньшим количеством сигнальных линий. Типовым внутрисхемным эмулятором являстся ХОК-510. выпускаемый фирмой Тсхаа )пзгшпзевга для своих процессоров. Перечень других приборов дан в табл.
10.1. где аббревиатура РР означает, что эмулятор подключается к параллельном> порту компьютера, аббревиатура Е указывает па иоппжепиое напряжение пита!гия интерфейса с возможпостью плавной регулировки от 1,6 ло 3.4 В. Таблица 10.1. Вн)гтрисхемные эмуляторы фирмы Текав!пв!шгпепгв Подключение компьютера к последовательному отладочному порту процессора через внутрисхемный эмулятор делает доступным отлалочпые средства процессора. Часто этот метод называют скпннрукккеа зм~втятттгетй внутрикристальная логика отлалкп контролирует функционирование кристалла и останавливает процессор при достижении точки останова, определяемой пользователем.
Достоинствами внутрикристальной (скапируюшей) эмуляции явлшотся: П использование небольшого количества выволов (не более четырех) закрепленного канала на процессоре; П предоставление возлюжности пользователю выполнять разнообразные действия па процессоре без изъятия его из сисзелты ()ОС, например: ° зш ружать программы,. ° проверять и изменять содержимое регистров и памяти; оащея запись мм шина ине !эещепка) деннык прш>м кпменд Адресные шины Х-пемяти т-пямяпк Р-пеня>и Рис.
10.5. Структурная спеша ОпСЕ Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов ° уста напаивать и улалять точки астанова; ° проверять содержимое конвснера процесса! о >а после лостижения точки астапова н т. д.„' ь! поддержка макс имальной производительности процессора; С) снижение энсргопотре ленив з б. бе изменения электрических характеристик системы. Внутрикристальный эмулятор ик>истальный эмулятор является отлада >ны. и с>едством, обесцечиоступ к внутренним регистрам, памяти и ваюшим быстрый и независимыи доступ периферии процессора.
вила, и оизволител и процесса(юв не описыва>от конструкцию внугчспие о его свойствах можно рикристальнаго эмулятора, поэтому нредставл пал чить по наблюдениям за результатами сканирования на программном отчалчике. Исключение составляет фирм ментацию по своим внутр икристальцым эмуляторам, имеюшим торговую л>а ' ОпСЕ (Оп-С!ир-Епш(атог).
Тем не менсе, можно полагать. что у'- рикристальные эмуляторы друп>х фир что и эм ляторы и . о О СЕ. П этой причине здесь рассматривается внутрикриу М 1, а для сокрашения записи используется стальный эмулятор фирмы Магога а, его обозначение ОпСЕ. В состав ОпСЕ вхоллт (рис.
10.5): П контроллер н послеловатсльный интерфейс; ь> рспютры точек астапова и компараторы Глада 10. Средства разработки к отладки систем цифровой обработки сигнппоя 507 П логика точек астапова и трассировки; С! реп>стры инфарл!ации о конвейере: П буфер г)ГО.
Управление ОпСЕ осушествляется сигналами: Е) тактовой синхронизации/состояния процессора 1 (выпал ОБЫСК/051): тактовая синхроннзаш!я (ПИСК) в режиме отладки выполняется на частоте 1/й тактовой частоты процессора, причем передаваемые данные синхронизируются по возрастаюшему фронту СИ, а принимаемые — по падаюшему; ° сигнал "состсиння процессора Г (051) формируется вне режима отладки и при аппаратном сбросе; совместно с сигналом ОКО образует сигнал, содержащий информацию о состоянии п!юцсссора (табл. ! 0.2); П ввода данных/состоянии процессора 0 (вьцюд 1>э!/050): ° лаццыс или кол>анды (1>51) в режиме отладки постуцак>т из внутрисхемного эмулятора в послеловательном форл>ате, начиная с бита МБВ; ° сигнал "состояния процессора 0" (050) формируется вце режима отладки и при аппаратном сбросе; совместно с сигналом 051 образует сигнал, солержаший информацию о состоянии процессора (табл.
! 0.2); Таблица тб!2. Сигналы о состоянии процессора П вывода данных/подтверждения (вывод ГАРБО): ° вывод содержимого одного из регистров ОпСЕ, опрелеленцого последней комацлой, поступившего от внутрисхемного эмулятора; ° Формирование сигнала "подтверждения" готовности ОВСЕ принять команду при входе в режим отладки; ° формирование сигнала "подтверждения" после приема кол>анды чтения, означаюшего, что запрашиваемые данные доступны, и начинается перелача ла~>ных; ° форлц>ропание сигнала "подтверждения после приема команЛы записи, азы>>чаюшею.
что ОпСЕ готов к приему ланных; Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов П запроса отлалки (вывод Ой): по сигналу "запроса отладки" от внутрисхемного эмулятора процессор заканчивает выполнение текушей коман ды, сохраняет ипформацик» о конвейере команд, входит в режим отлалкн и ожилает команды по выводу Р81; вывоз используется таюхе лля сброса контроллера ОпСЕ.
П ссор может вхолить в режим отладки по программнол»у запросу, роцессор внешнему запросу и механизмам точек остапова и трассировки. Расс»»отр»»л» эти возможности отдельно. П И аг»а»ь»»ный запрос апгюдкд возможен прн нормальной работе по услов- Р 1 ной команле отладки рввоосс. если заданное исловпе сс истинно, рои цессор входит в режим отлалки после команды. непосредственно следующей за командой оввцссс П Внешн»тй занраг а»пта»дкн 1»остунает на вывод Рйц ° при нормальной работе по сигналу внутрисхемного эмулятора; перел входом процессора в режим отлалки лака»»ч»»лается выполнение текушей команды; ° по а»»»»аратнол»у сбросу; перед входом в режим отладки процессор прекрашает выполнение команд. ° по состояниям 8»ОР и вт/»1Т; после формирования сипыла подтвержлепия »з80 выполняется команда втов (илтт), процессор вхолит в ежим отладки и останавливается после выполнения очередной команды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
