《嵌入式调试技术.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式调试技术.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 嵌入式调试技术 The manuscript was revised on the evening of 2021 嵌入式调试技术 嵌入式开发中，主流的调试技术包括模拟（Simulation），在线仿真（In-Circuit Emulation），片上调试（On-Chip Debugging），插桩（Stub）模拟(Simulation)是在 PC 机上通过软件虚拟出一个包含核心处理器和外围电路的目标机系统，并且在该系统上模拟执行指令的过程。如国内有名的开源项目 SkyEye 就是一款指令级模拟器，能够模拟多种嵌入式开发板，可支持多种 CPU 指令集，在 SkyEye 上运行的操作系统意识不
2、到它是在一个虚拟的环境中运行，而且开发人员可以通过 SkyEye 调试操作系统和系统软件。由于 SkyEye的目标不是验证硬件逻辑，而是协助开发、调试和学习系统软件，所以在实现上 SkyEye 与真实的硬件环境相比还是有一定差别的。SkyEye 在时钟节拍的时序上不保证与硬件完全相同，对软件透明的一些硬件仿真进行了一定的简化。在线仿真（In-Circuit Emulation）是指利用在线仿真器，又称 ICE（In-Circuit Emulator），取代目标机处理器，进行程序调试的过程。ICE 一端与调试主机相连，另一端经仿真探头接在目标机处理器的底座上，通过自带的处理器模拟目标机的运行，其
3、表现与目标机处理器相同，但开发者通过 ICE 可设置断点，查看寄存器，读写内存，进行单步操作。ICE 的优势在于能够完全取代目标机，实现全真模拟，但由于仿真探头不能随意更换，不利于普及，而且随着 CPU 主频的提高和处理器芯片表贴化封装的趋势，仿真探头的实现越来越困难。片上调试（On-Chip Debugging）正是为了解决在线仿真面临的问题而出现的技术。处理器厂商在芯片内部加入专门的调试控制逻辑，用以捕获处理器的总线数据和引脚信号，并让处理器核心在调试时钟下运行。用户通过串行接口与调试控制逻辑通信，控制 CPU 的运行，实现单步、断点等功能，并通过串行接口获得 CPU 运行状态，读取寄存器
4、和内存信息。由于不受 CPU 主频和封装的限制，OCD 在嵌入式处理器中被广泛采用，最典型的 Motorola 公司的BDM(Backgroud Debug Mode)调试接口和联合测试行动小组提出的 JTAG 串行调试接口。早期的 OCD 技术没有实时跟踪功能，实现运行控制，如 ARM7DMI 处理器中的 JTAG 接口，只能实现单步、断点、读写寄存器、读写内存等基本的运行控制功能；而 ARM920T 处理器中则引入了 E-Trace 实时跟踪单元，能够实时监控和跟踪 CPU 的运行状态。插桩（Stub）是内核调试和应用调试常用的方法。插桩调试需要提前下载一段调试桩（Stub）或者服务程序(
5、Server)到目标机系统，并通过网络或者串口与调试主机上的客户端建立远程连接。客户端接受用户的调试命令，转发给目标机端的调试桩（或服务程序）；调试桩（或服务程序）根据调试命令控制被调试程序的运行，并将调试信息反馈给主机上的调试客户端。GDB 远程调试正是采用了这种技术，用户可以通过 gdbstub 调试操作系统内核，或者使用 gdbserver 调试应用程序。插桩的优势在于软件灵活性软强，gdbstub 和gdbserver 已经被移植到 ARM、PowerPC、X86、SARC 等平台，不仅能够实现调试的运行控制，而且其 Tracepoint 技术实现了实时跟踪功能，所以在嵌入式交叉调试中得到广泛应用。