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嵌入式除錯工具增添無線連接功能

上網時間: 2007年10月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:除錯  無線連接  插件  DSDP  IEEE1149.1 

嵌入式系統設計人員正同時面臨著除錯工具的漸變和劇變。在漸變方面,除錯工具正遵循著一般的設計趨勢,向標準化開放式系統邁進。而劇變則可能表現在運作層面,因為工具開發人員正為嵌入式除錯工具增加無線連接功能。

嵌入式系統通常需要兩種除錯形式,其中一種基於軟體,另一種則以硬體為中心。業界在這兩方面都已經進行了大量的標準化工作。其中,基於軟體的除錯正轉向一種基於Eclipse框架的開放式系統方法。大多數軟體開發工具公司現在都有相應的外掛程式,可使其除錯工具成為Eclipse整合開發環境(IDE)的一部份。例如,Altium公司的Tasking VX工具組可整合在Eclipse平台內部作為一種擴展,以支援更多的工具配置選項。嵌入式工具公司也正加入Eclipse基金會,以便有助於確保嵌入式工具能在未來Eclipse平台的進一步開發中扮演重要的角色。

這些外掛程式的普及正協助催生Eclipse的標準化擴展途徑,使原本針對企業級軟體開發而製作的Eclipse平台如今也包含了嵌入式和元件級軟體。這其中的一項初始計劃便是由Wind River公司主導的元件軟體開發平台(DSDP),該平台涵蓋了嵌入式系統的大量特定硬體要求。

DSDP組織正努力地克服Eclipse處理除錯方式的嚴苛性問題。原始的Eclipse(3.1版以前)介面具有‘target-process-thread’指令的堆疊框架階層,當除錯視圖改變時會跟著改變除錯架構(debug context)。而DSDP組織則提供了可自適應的介面層,如作為瀏覽器和除錯模型之間的內容配接器,因此允許內容客製化和模型驅動的內容瀏覽。這種途徑還支援客製化除錯器,以針對目標硬體的特殊配置。實現這種途徑的第一步驟出現在2006年中期所發佈的Eclipse(3.2版)中,並且仍在不斷修正中。

內建除錯功能

在硬體除錯方面,透過線上模擬器(ICE)以及類似的工具來查看處理器內部的方法,正從具備外合(bond-out)處理器的客製化探棒轉向內建除錯。目前可以接取這種內建功能的標準介面是IEEE標準1149.1所定義的JTAG埠。JTAG的初衷是使用每顆晶片內部的硬體資源來檢查高密度PCB上的連接完整性。如今,JTAG可用於追蹤內建軟體、讀取內部處理器暫存器的存取埠,甚至用於記憶體和可配置邏輯的板上編程。

將JTAG應用於硬體除錯的其中一種新興趨勢,是透過單埠同步控制多個元件的能力。JTAG的定義允許元件以菊花鏈的配置鏈接在一起,因此單一控制器可以存取電路板上的所有元件。但在嵌入式開發中,工具供應商最早是將JTAG埠用於單元件存取─也就是處理器。

然而,現代系統設計通常要使用兩個以上的處理器,因此開發人員必須將單獨的工具連接到每個處理器,然後分別為每個元件進行除錯。硬體工具的因應措施是逐漸能夠使用除錯器探棒與菊花鏈處理器,並為其同步實施控制,以獲得更協調的除錯效果。此外,愈來愈多的探棒也能透過處理器的JTAG埠存取記憶體等其它硬體。

Macraigor系統公司的OCDemon系列探棒就是近期這類多功能JTAG探棒的一個例子。元件透過支援軟體的配置可以控制目標處理器,因而提供對於處理器運作和暫存器存取的控制。此外,它還能控制與目標處理器連接的快閃記憶體。這種功能允許開發人員用單個元件和連接來加載軟體,並測試其執行情況,以提高反覆除錯的速度。

然而,由於具備了改變嵌入式系統除錯實現地點和方式的潛力,硬體除錯的下一步發展就不僅僅只是這類簡單的功能擴展。當JTAG硬體除錯像其它各種資料傳送方式那樣採用無線連接時,這將成為事實。JTAG連接到處理器的方式已經從平行埠轉向USB,因此要從USB轉到無線USB或其它無線形式只需一小步即可。

硬體除錯連接無線化所提供的優勢不言而喻:簡化存取連接,並且無須使用纜線,還為現場系統維護和升級提供了新的可能性。透過JTAG埠,硬體除錯和記憶體編程的全方位功能已經就緒。透過無線化連接,即可使已部署系統中的功能特性得以隨時充分發揮。

根據所實現的無線鏈路類型,嵌入式系統設計可以透過筆記型電腦進行現場除錯和維修,甚至透過Wi-Fi連接到網際網路的遠端作業。因此也擴展了維修方式的選擇,並開啟了多種應用的可能性,如收集事件統計數據以用於故障分析,或確定應用模式以改進設計。

作者:古韻德




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