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    微控制器芯片及其調試方法技術

    技術編號:2912483 閱讀:223 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
    本發明專利技術涉及一種微控制器芯片及其調試方法,該芯片包括彼此相連的中央處理器、調試模塊和調試接口,該調試模塊包括調試處理單元,分別與中央處理器和調試接口相連,還包括跟蹤單元,與中央處理器和調試處理單元分別相連,用于在調試過程中監測到產生跟蹤觸發條件時對應記錄地址信息。該調試方法包括:在調試過程中,記錄與所述跟蹤觸發條件對應的地址信息。本發明專利技術采用在微控制器芯片的調試模塊內部增加跟蹤單元的技術手段,克服現有調試過程中不支持實時跟蹤微控制器內部代碼流的技術問題,本發明專利技術支持微控制器內部代碼流的實時跟蹤和處理功能,可在微控制器不停止工作的情況下對調試過程的歷史數據進行查詢,使調試功能的實現更加靈活。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及一種微控制器芯片及其調試方法,尤其涉及一種基于聯合測試行動小組(Joint?Test?Action?Group,以下簡稱JTAG)協議進行調試的微控制器芯片及其調試方法,屬于集成電路測試

    技術介紹
    20世紀80年代以來,隨著計算機嵌入式系統的廣泛應用,微控制器(Micro?Controller?Unit,以下簡稱MCU),也稱單片機得到了飛速的發展。早期的單片機是按照嵌入式應用技術要求設計的計算機的單芯片化集成電路器件,也就是電子計算機的全部特性器件都集成到一片芯片上,故被形象的稱為單片機。隨著單片機應用范圍的不斷加大,對于其仿真芯片調試功能的要求也逐漸提高。目前單片機廠家大都提供自己的仿真芯片,其芯片仿真器多為外置,大致分為兩種方式:1、由仿真器的仿真頭來完全取代目標板上的CPU進行工作,產生外部電路所需要的信號,同時捕獲外部的所有信號,提供源代碼級調試及處理器運行控制等功能,通過它可以啟動和停止目標系統,查閱和修改寄存器和存儲器,在需要控制或查看內部處理器運行的地方設置斷點,但是隨著處理器的性能和復雜性的飛速發展,這種方式的仿真調試系統提供的時間嚴重滯后于芯片本身的生命周期,而且價格昂貴,可擴展性差,沒有完善的觸發和高速定時或模擬分析功能,對芯片內部更深層次的時序和內部動態運行監控能力差;2、為克服第一種方式的缺陷,目前所采用的另一種方式是將仿真的一部分功能集成到芯片內部,另一部分通過外置的在線仿真調試系統-->進行操控完成,這種方式主要適用于那些具有調試模塊和調試接口,例如JTAG調試端口和相應的調試模塊的CPU處理器,目前部分高速嵌入式處理器設有JTAG調試接口,仿真器通過調試接口向調試模塊輸入數據以控制CPU的運行,但實際運行還是要CPU自身來完成,因此要求在目標板能夠調試之前,必須保證CPU,晶振及內存等部件正常運行,但是目前這種在線仿真調試系統存在的問題是大多不支持實時跟蹤和處理微控制器內部總線的代碼流,導致中央處理器在調試過程中發生異常現象的概率增加。
    技術實現思路
    本專利技術的目的是提供一種微控制器芯片及其調試方法,以實現微控制器芯片在調試過程中具有內部總線代碼流的實時跟蹤和處理功能,使調試過程更加靈活,可以提供更多調試過程信息以便合理設計調試策略,提高調試效率,同時能夠減少調試過程中的異常現象。為實現上述目的,提供了一種微控制器芯片,包括彼此相連的中央處理器、調試模塊和調試接口,該調試模塊包括用于執行調試操作的調試處理單元,該調試處理單元分別與中央處理器和調試接口相連,該調試模塊中還包括:跟蹤單元,與中央處理器和調試處理單元分別相連,用于在調試過程中監測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與跟蹤觸發條件對應的地址信息。為實現上述目的,還提供了一種微控制器芯片調試方法,包括:在調試過程中,當監測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與跟蹤觸發條件對應的地址信息。由以上技術方案可知,本專利技術采用在微控制器芯片的調試模塊內部增加跟蹤單元,在調試過程中,記錄相關地址信息的技術手段,克服了現有微控制器芯片在調試過程中不支持實時跟蹤微控制器內部代碼流的技術問題,本專利技術的微控制器芯片及其調試方法支持微控制器內部代碼流的實時跟蹤和處理功能,可在微控制器不停止工作的情況下對調試過程的歷史數據進行記錄-->以供查詢,能夠根據調試過程中的歷史記錄設計調試策略,使調試功能的實現更加靈活、可靠。下面通過具體實施例并結合附圖對本專利技術做進一步的詳細描述。附圖說明圖1為本專利技術微控制器芯片具體實施例一的結構示意圖;圖2為本專利技術微控制器芯片具體實施例二的結構示意圖;圖3為本專利技術微控制器芯片具體實施例三的結構示意圖;圖4為本專利技術微控制器芯片具體實施例三中一種調試過程端口信號的時序圖。具體實施方式微控制器芯片實施例一如圖1所示為本專利技術微控制器芯片具體實施例一的結構示意圖,該微控制器芯片100包括彼此相連的中央處理器1、調試模塊2和作為調試接口的JTAG接口3,該調試模塊2中具體包括調試處理單元21,分別與中央處理器1和JTAG接口3相連,用于從JTAG接口3獲取調試相關的指令和數據,進行處理后傳輸給中央處理器1以執行調試操作,調試模塊2中還包括跟蹤單元20,與中央處理器1和調試處理單元21分別相連,用于在該微控制器芯片100進行調試的過程中,當監測到中央處理器1中產生跟蹤觸發條件時,記錄與跟蹤觸發條件對應的地址信息。本實施例的微控制器芯片在調試模塊中增加了跟蹤單元,在調試模塊控制中央處理器進行調試的過程中,當中央處理器執行指令時被監測到產生跟蹤觸發條件時,跟蹤單元就會記錄相應的地址信息,這些地址信息可以記錄到內部RAM中。跟蹤觸發條件可以設定為至少包括中央處理器執行中斷、中斷返回、無條件跳轉、條件跳轉、調用或子程序返回等指令,記錄的地址信-->息與跟蹤觸發條件相對應,例如:當產生中斷指令時,記錄的地址信息是中斷指令和中斷服務程序的地址;當產生中斷返回指令時,記錄的地址信息是返回地址信息;當產生跳轉指令時,記錄的地址信息是跳轉目的點的地址信息;當產生調用指令時,記錄的地址信息是調用點的地址信息;當產生子程序返回指令時,記錄的地址信息是子程序返回點的地址信息。所記錄的地址信息并不限于地址,還可以為與調試過程相關的,需要記錄的其他數據。采用本實施例的技術方案,在需要時,調試處理單元或者中央處理器可以實時地,在微控制器的運行不停止的情況下在跟蹤單元中記錄調試過程的相關數據以供查詢,跟蹤并處理微控制器內部的代碼流,該微控制器芯片可支持調試過程中內部代碼流的跟蹤、處理功能,可適用于更靈活的調試技術。微控制器芯片具體實施例二如圖2所示為本專利技術微控制器芯片具體實施例二的結構示意圖,本實施例的微控制器芯片100包括中央處理器1、調試模塊2和JTAG接口3,以及設置在調試模塊2中的調試處理單元21和跟蹤單元20,該跟蹤單元20的具體結構包括:緩沖區202,用于存儲地址信息,該緩沖區202與調試處理單元21相連;類型寄存器203,用于記錄各跟蹤觸發條件對應所需記錄的地址信息類型;狀態寄存器204,用于配置存儲緩沖區202的狀態參數;指針寄存器205,用于記錄緩沖區202的待存儲地址;控制寄存器206,用于在產生各跟蹤觸發條件時,使能控制地址信息的記錄操作;控制電路201,用于在調試過程中監測到中央處理器1中產生跟蹤觸發條件時,根據控制寄存器本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種微控制器芯片,包括彼此相連的中央處理器、調試模塊和調試接口,所述調試模塊包括用于執行調試操作的調試處理單元,所述調試處理單元分別與所述中央處理器和調試接口相連,其特征在于所述調試模塊中還包括:跟蹤單元,與所述中央處理器和調試處理單元分別相連,用于在調試過程中監測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與所述跟蹤觸發條件對應的地址信息。

    【技術特征摘要】
    1、一種微控制器芯片,包括彼此相連的中央處理器、調試模塊和調試接
    口,所述調試模塊包括用于執行調試操作的調試處理單元,所述調試處理單
    元分別與所述中央處理器和調試接口相連,其特征在于所述調試模塊中還包
    括:跟蹤單元,與所述中央處理器和調試處理單元分別相連,用于在調試過
    程中監測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與所述跟蹤觸發條件對應的地址信息。
    2、根據權利要求1所述的微控制器芯片,其特征在于,所述跟蹤單元包
    括:
    緩沖區,用于存儲所述地址信息,所述緩沖區與所述調試處理單元相連;
    類型寄存器,用于記錄各所述跟蹤觸發條件對應所需記錄的地址信息類
    型;
    狀態寄存器,用于配置所述緩沖區的狀態參數;
    指針寄存器,用于記錄所述緩沖區的待存儲地址;
    控制寄存器,用于在產生各所述跟蹤觸發條件時,使能控制地址信息的
    記錄操作;
    控制電路,用于在調試過程中監測到中央處理器中產生跟蹤觸發條件時,
    根據所述控制寄存器對應所述跟蹤觸發條件的使能控制和所述類型寄存器記
    錄的地址信息類型,從所述中央處理器中讀取所述地址信息,并根據所述狀
    態寄存器配置的緩沖區的狀態參數和所述指針寄存器記錄的緩沖區待存儲地
    址,將所述地址信息記錄至所述緩沖區,所述控制電路與所述中央處理器、
    緩沖區、類型寄存器、狀態寄存器、指針寄存器和控制寄存器相連接。
    3、根據權利要求1所述的微控制器芯片,其特征在于:所述調試接口為
    JTAG接口。
    4、根據權利要求1或2或3所述的微控制器芯片,其特征在于:所述調
    試接口包括測試就緒端口,與所述調試處理單元相連,用于標識所述調試處
    理單元接收指令或數據的狀態。
    5、一種微控制器芯片調試方法,其特征在于包括:在調試過程中,當監
    測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與所述跟蹤觸發條件對應的地址信息。
    6、根據權利要求5所述的微控制器芯片調試方法,其特征在于,在調試
    過程中,當監測到產生跟蹤觸發條件時,記錄與所述跟蹤觸發條件對應的地
    址信息具體為:
    在調試過程中監測到中央處理器中產生跟蹤觸發條件時,根據所述跟蹤
    觸發條件對應的使能控制值和所需記錄的地址信息類型,從所述中央處理器
    中讀取所述地址信息,并根據所述緩沖區狀態參數以及所述緩沖區的待存儲
    地址,將所述地址信息記錄至所述緩沖區。
    7、根據權利要求6所述的微控制器芯片調試方法,其特征在于...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:谷志坤趙啟山史衛東
    申請(專利權)人:上海海爾集成電路有限公司
    類型:發明
    國別省市:31[中國|上海]

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