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在嵌入式開發(fā)調(diào)試中，開發(fā)人員的調(diào)試手段包括斷點(diǎn)、觸發(fā)和跟蹤三種。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，新一代的嵌入式處理器集成度和工作頻率越來越高，芯片封裝形式也越來越趨向表貼化。在線調(diào)試器（ＩＣＤ）與邏輯分析儀的組合開發(fā)調(diào)試平臺(tái)越來越多地成為廣大的新一代嵌入式處理器的開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)上述三種調(diào)試手段的首選。
開發(fā)人員使用斷點(diǎn)功能控制所調(diào)試的應(yīng)用程序的起和停。使應(yīng)用程序運(yùn)行到自己想要調(diào)試的程序上。通過觀察在斷點(diǎn)處的應(yīng)用程序的變量以及寄存器和存儲(chǔ)器的值檢測(cè)所調(diào)試的應(yīng)用程序運(yùn)行是否正確。斷點(diǎn)是開發(fā)人員經(jīng)常使用的調(diào)試手段。
斷點(diǎn)，顧名思義就是（應(yīng)用程序）停下來的地方。斷點(diǎn)按照其實(shí)現(xiàn)方法分為軟件斷點(diǎn)和硬件斷點(diǎn)。軟件斷點(diǎn)是靠程序指令陷阱來實(shí)現(xiàn)的。硬件斷點(diǎn)是靠嵌入式處理器或調(diào)試工具硬件來實(shí)現(xiàn)的。軟件斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法對(duì)于不同的嵌入式處理器和不同的調(diào)試工具而言，實(shí)現(xiàn)方法都是一樣的，都是通過修改程序指令的方法實(shí)現(xiàn)的。硬件斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法對(duì)于不同的嵌入式處理器和不同的調(diào)試工具而言，實(shí)現(xiàn)方法是不一樣的。
單步是斷點(diǎn)的一種特殊形式，它相當(dāng)于在下一條指令或程序行上設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)，程序啟動(dòng)運(yùn)行到斷點(diǎn)停下來。
觸發(fā)用于捕捉所調(diào)試的應(yīng)用程序在運(yùn)行中出現(xiàn)的某一特定目標(biāo)狀態(tài)。這一特定的目標(biāo)狀態(tài)就是通常所說的觸發(fā)條件。觸發(fā)條件通常是處理器的特定的地址、數(shù)據(jù)、控制總線以及內(nèi)部／外部信號(hào)狀態(tài)的邏輯組合。當(dāng)一個(gè)觸發(fā)條件不足以描述要捕捉的目標(biāo)狀態(tài)時(shí)，開發(fā)人員通常會(huì)使用觸發(fā)序列器將多個(gè)觸發(fā)條件級(jí)聯(lián)起來。調(diào)試工具在觸發(fā)發(fā)生之后，要么停止所調(diào)試的應(yīng)用程序的運(yùn)行，要么增加觸發(fā)記數(shù)器，要么輸出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，以便通知開發(fā)人員，所要捕捉的觸發(fā)條件已發(fā)生。為了便于開發(fā)人員觀察觸發(fā)發(fā)生之后應(yīng)用程序的執(zhí)行情況，調(diào)試工具通常會(huì)提供觸發(fā)滯后的功能。觸發(fā)滯后就是調(diào)試工具在發(fā)生觸發(fā)之后仍然使應(yīng)用程序結(jié)續(xù)運(yùn)行一段特定的時(shí)間之后才將應(yīng)用程序停下來。
不同的調(diào)試工具對(duì)觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)程度是不一樣的。在線仿真器ＩＣＥ絕大多數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)完型的觸發(fā)功能。在線調(diào)試器ＩＣＤ對(duì)觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)程度取決于所調(diào)試的嵌入式處理器上的片上調(diào)試邏輯。在線調(diào)試器ＩＣＤ與邏輯分析儀組合，可以宴現(xiàn)較完整的觸發(fā)功能。
開發(fā)人員通常將觸發(fā)功能與下面要講到的跟蹤功能一起使用，來捕捉導(dǎo)致應(yīng)用程序中問題產(chǎn)生自原因。
跟蹤就是記錄所調(diào)試的應(yīng)用程序的執(zhí)行過程，以便開發(fā)人員分析導(dǎo)致應(yīng)用程序出現(xiàn)問題的原因。跟蹤的記錄方式有先進(jìn)先出方式和壓棧方式。先進(jìn)先出方式總是記錄應(yīng)用程序停下來之前的最新運(yùn)行過程。在先進(jìn)先出方式下，如果跟蹤記錄緩沖填滿的話，最先跟蹤的記錄就要丟棄，以便填充新的記錄。
不同的調(diào)試工具對(duì)跟蹤功能的實(shí)現(xiàn)方式是不一樣的。在線仿真器由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，它可以捕獲到嵌入式處理器的總線周期，它的跟蹤記錄的最小單位就是總線周期。在線仿真器調(diào)試軟件譯碼這些總線周期，倒推出程序的執(zhí)行過程。在線調(diào)試器因?yàn)椴荒懿东@嵌入式處理器的總線周期，因而決大多數(shù)沒有跟蹤功能。有些嵌入式處理器的片上調(diào)試邏輯能夠?qū)⒊绦虻膱?zhí)行過程信息壓縮之后通過特定的接口送到芯片外部，供外部的調(diào)試工具使用。這樣，在線調(diào)試器可以通過增加跟蹤模塊捕獲這些信息的方法實(shí)現(xiàn)跟蹤功能。在線調(diào)試器調(diào)試軟件從跟蹤模塊記錄的嵌入式處理器送出來的指令流信息，還原出應(yīng)用程序的執(zhí)行過程�；冢粒遥蛢�(nèi)核的嵌入式處理器芯片上的ＥＴＭ接口就是一個(gè)這樣的接口。通過這種方法實(shí)現(xiàn)的跟蹤功能的完善程度完全取決于片上調(diào)試邏輯。
由于邏輯分析儀具有超強(qiáng)的邏輯跟蹤分析功能，因而它可以捕獲記錄嵌入式處理器的總線周期，也可以捕獲記錄來自象ＥＴＭ這樣的接口的程序執(zhí)行信息，并對(duì)這些記錄進(jìn)行分析，譯碼或還原出應(yīng)用程序的執(zhí)行過程。邏輯分析儀通過觸發(fā)接口與在線調(diào)試器協(xié)調(diào)工作，補(bǔ)充在線調(diào)試器在跟蹤功能方面的不足，與在線調(diào)試器一起為開發(fā)人員提供斷點(diǎn)、觸發(fā)和跟蹤三種調(diào)試手段。
下面以Ｌａｕｔｅｒｂａｃｈ公司的ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ公司的ＴＬＡ７００邏輯分析儀為例，介紹如何將邏輯分析儀與在線調(diào)試器組合成開發(fā)調(diào)試平臺(tái)，為開發(fā)人員提供的斷點(diǎn)、觸發(fā)和跟蹤功能。
首先介紹一下Ｌａｕｔｅｒｂａｃｈ公司的ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ。
�。裕遥粒茫牛常玻桑茫氖窃诰�調(diào)試器。它采用模塊化的設(shè)計(jì)，可以支持具有ＪＴＡＧ、ＢＤＭ、０ＣＤＳ、ＮＥＸＵＳ等調(diào)試接口的嵌入式處理器。它可以為嵌入式處理器的開發(fā)人員提供斷點(diǎn)及觸發(fā)功能（利用片上調(diào)試邏輯）。ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的調(diào)試器軟件運(yùn)行在Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺(tái)上。ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ通過并口、以太網(wǎng)口、ＵＳＢ口等形式與ＰＣ連接。ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ具有觸發(fā)輸入／輸出端口，通過它ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ與邏輯分析儀連接。ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ與邏輯分析儀通過該連接相互觸發(fā)，協(xié)調(diào)工作。
接下來，介紹一下Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ公司的ＴＬＡ７００邏輯分析儀。
�。裕蹋粒罚埃斑壿嫹治鰞x除了具有傳統(tǒng)的邏輯分析儀的邏輯采集和分析功能之外，是它采用了開放靈活的Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺(tái)架構(gòu)，具有串口、并口及以太網(wǎng)等接口。這樣一來，基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺(tái)的嵌入式開發(fā)調(diào)試軟件就可以運(yùn)行在ＴＬＡ７００上。嵌入式處理器的開發(fā)人員可以用ＴＬＡ７００搭建嵌入式開發(fā)調(diào)試平臺(tái)。另外，ＴＬＡ７００的ＨＬＬ源碼支持功能可以直接分析采用ＩＥＥＥ６９５、ＯＭＦｘ８６、ＣＯＦＦ、ＥＬＦ／Ｄｗａｒｆ、ＥＬＦ／Ｓｔａｂｓ和ＡＳＣＩＩ格式的可調(diào)試的應(yīng)用程序。這也為它集成在線調(diào)試器，例如，ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ，補(bǔ)充在線調(diào)試器在跟蹤功能方面的不足奠定了基礎(chǔ)。
首先，將ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的調(diào)試器軟件安裝到ＴＬＡ７００的Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺(tái)上。將ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ連接到ＴＬＡ７００的串口、并口或以太網(wǎng)口上。將ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的觸發(fā)輸入／輸出端口與ＴＬＡ７００的觸發(fā)輸出／輸入端口連接。ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的調(diào)試電纜與目標(biāo)板上的ＪＴＡＧ、ＢＤＭ、０ＣＤＳ、ＮＥＸＵＳ等接口連接，用來控制目標(biāo)板上的嵌入式處理器。ＴＬＡ７００的邏輯探頭連接到嵌入式處理器的地址、數(shù)據(jù)和控制總線上，采集嵌入式處理器的總線周期，或者連接到片上調(diào)試邏輯的指令流信息接口上，采集嵌入式處理器執(zhí)行的指令流信息。由ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００組合成的嵌入式處理器高度平臺(tái)與目標(biāo)板的連接關(guān)系。
在完成了ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００以及目標(biāo)板之間的連接之后，開發(fā)人員就可以使用這一組合開發(fā)調(diào)試平臺(tái)了。
開發(fā)人員首先啟動(dòng)ＴＬＡ７００，等ＴＬＡ７００啟動(dòng)完成之后，再來啟動(dòng)ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ調(diào)試器軟件。在ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００都完成了啟動(dòng)之后，ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的調(diào)試界面和ＴＬＡ７００的邏輯跟蹤界面就會(huì)分別顯示在不同的Ｗｉｎｄｏｗｓ窗口中。當(dāng)然，這些顯示都在ＴＬＡ７００自帶的彩色液晶屏上，或者在ＴＬＡ７００外掛的顯示器上。
開發(fā)人員開始真正的調(diào)試工作之前，還要分別對(duì)ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)然，這些設(shè)置是在ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００各自的Ｗｉｎｄｏｗｓ窗口中完成的。對(duì)ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的設(shè)置工作主要完成對(duì)目標(biāo)板上的嵌入式處理器的設(shè)備寄存器的初試化，將準(zhǔn)備調(diào)試的應(yīng)用程序下載到目標(biāo)板上的嵌入式處理器的程序存儲(chǔ)器空間，定義觸發(fā)輸入／輸出端口的方向。對(duì)ＴＬＡ７００的設(shè)置工作包括定義邏輯通道，用ＨＬＬ源碼支持功能加載分析ＴＲＡＣ３２ＩＣＤ所下載的可調(diào)試格式的文件，定義觸發(fā)條件。
接下來，開發(fā)人員就可以開始調(diào)試他們的應(yīng)用程序了。
開發(fā)人員用ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ設(shè)置斷點(diǎn)調(diào)試程序，用ＴＬＡ７００設(shè)置觸發(fā)條件，并由ＴＬＡ７００完成跟蹤功能。
�。裕遥粒茫牛常玻桑茫暮停裕蹋粒罚埃叭绾瓮焦ぷ髂�？這就要借助與ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ和ＴＬＡ７００的觸發(fā)輸入／輸出端子了。
當(dāng)開發(fā)人員想要用ＴＬＡ７００的強(qiáng)大的觸發(fā)功能來捕捉產(chǎn)生某一特殊目標(biāo)狀態(tài)的程序時(shí)，可以將ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的觸發(fā)輸入／輸出端子定義為輸入，然后，將ＴＬＡ７００所定義的觸發(fā)條件對(duì)應(yīng)到連接ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的觸發(fā)輸出端子。開發(fā)人員運(yùn)行程序的時(shí)候，如果目標(biāo)狀態(tài)出現(xiàn)，ＴＬＡ７００就會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)送給ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ，ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ在收到這個(gè)觸發(fā)信號(hào)之后，它就會(huì)將開發(fā)人員所調(diào)試的應(yīng)用程序停下來。由于ＴＬＡ７００不停地跟蹤記錄應(yīng)用程序的執(zhí)行情況，這時(shí)候，將ＴＬＡ７００停下來，就可以看到產(chǎn)生觸發(fā)前后應(yīng)用程序的執(zhí)行情況。由于ＴＬＡ有很深的記錄存儲(chǔ)，開發(fā)人員可以觀察到很詳盡的程序執(zhí)行情況。
開發(fā)人員也可以將ＴＲＡＣＥ３２－ＩＣＤ的觸發(fā)輸入／輸出端子定義為輸出，將該信號(hào)連接到ＴＬＡ７００的一個(gè)觸發(fā)輸入端子，并設(shè)置ＴＬＡ７００根據(jù)該信號(hào)控制跟蹤的啟動(dòng)或停止。這樣就可以實(shí)現(xiàn)跟蹤與程序運(yùn)行同步，使開發(fā)人員能夠跟蹤到程序在調(diào)試過程中所有的運(yùn)行情況。
�。裕遥粒茫牛常玻桑茫暮停裕蹋粒罚埃敖o開發(fā)人員提供了靈活的觸發(fā)設(shè)置功能，開發(fā)人員可以充分發(fā)揮聰明才智來設(shè)計(jì)復(fù)雜的觸發(fā)條件，來捕捉應(yīng)用程序中的問題。
在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試中，開發(fā)人員通常會(huì)遇到四類問題邏輯問題、軟／硬件相互影響問題、軟件實(shí)時(shí)問題和崩潰問題。應(yīng)用程序邏輯設(shè)計(jì)或編碼錯(cuò)誤或設(shè)計(jì)假設(shè)不正確都屬于邏輯錯(cuò)誤。指令引起的存儲(chǔ)器訪問出錯(cuò)，應(yīng)用程序在運(yùn)行過程中出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上的特定數(shù)據(jù)格式引起的串?dāng)_假信號(hào)，這些都是軟硬件相互影響問題。應(yīng)用程序在單步、端點(diǎn)的調(diào)試中都運(yùn)行正常，而只有在目標(biāo)系統(tǒng)全速運(yùn)行的時(shí)候才會(huì)出問題，這類問題就屬于軟件實(shí)時(shí)問題。目標(biāo)系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生系統(tǒng)崩潰，這類問題就是崩潰問題。邏輯問題大約占開發(fā)人員遇到的所有調(diào)試問題的８０％。解決這類問題，開發(fā)人員通過在應(yīng)用程序中設(shè)置斷點(diǎn)，檢查寄存器、存儲(chǔ)器、變量等的值來解決。開發(fā)人員解決邏輯問題的時(shí)間約占解決所有調(diào)試問題的總時(shí)間２０％。而解決其它三類問題所用的時(shí)間要占到解決所有調(diào)試問題的總時(shí)間的８０％。這三類問題只靠設(shè)置斷，點(diǎn)的方法，往往是比較難以解決的。由于產(chǎn)生這三類問題的原因通常都比較復(fù)雜，所以，開發(fā)人員必須通過觸發(fā)來捕捉這些問題，然后，再通過跟蹤來分析產(chǎn)生這些問題的原因。觸發(fā)滯后的功能。
----《通信世界報(bào)》
