←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
Министерство образования и науки РФ
Уральский Государственный Технический Университет – УПИ
Радиотехнический факультет
Кафедра ТиСС
Реферат на тему
Средства и системы для отладки и диагностирования микропроцес¬сорных устройств и систем.
Студент: Черепанов К.А.
Группа: Р-507
Екатеринбург
2004
Содержание:
Введение: 3
Средства отладки и диагностирования 4
Программные средства: 4
Аппаратно-программные средства: 4
Симуляторы 4
Отладочные мониторы 6
Интегрированная среда разработки (IDE) 6
Внутрисхемные эмуляторы. 8
Отладчик 9
Эмуляционная память 10
Трассировщик 10
Процессор точек останова 10
Профилировщик 10
Платы Развития 10
Эмуляторы ПЗУ. 12
Логические анализаторы 12
Сигнатурный анализатор 14
Комплексы диагностирования 15
Заключение 15
Список использованной аппаратуры: 16
Введение:
С точки зрения особенностей МПС можно выделить следующие этапы, типичные для их создания:
1. формализация требований к системе;
2. разработка структуры и архитектуры системы;
3. разработка и изготовление аппаратурных средств и програм¬много обеспечения системы;
4. комплексная отладка и приемосдаточные испытания.
На каждом этапе проектирования микропроцессорной системы могут быть внесены неисправности людьми и приняты неверный проектные решения. Кроме того, в аппаратуре могут возникнуть дефекты. Средства отладки и диагностирования призваны обнаружить эти ошибки на самых ранних этапах.
Под диагностикой будем понимать процесс определения причины появления ошибки по результатам тестирования, а под отладкой – процесс обнаружения ошибок и определение источников их появления по результатам тестирования при проектировании МПС.
Отладка аппаратуры предполагает проверку отдельных устройств микропроцессорной системы — процессора, ОЗУ, контроллеров — путем подачи тестовых входных воздействий и съема ответных реакций. Тестовые входные воздействия и ответные реакции определяются исходя из спецификаций на устройств, а также структурных схем устройств. При этом проверяются реальная аппаратура прототипа, спецификации, структурные схем, отлаживаются тесты.
Отладка программ микропроцессорной системы проводится, как правило, на тех же ЭВМ, на которых велась разработка программ, и на том же языке программирования, на котором написаны отлаживаемые программы. Она может быть начата даже при отсутствии аппаратуры микропроцессор¬ной системы. При этом в системном программном обеспечении ЭВМ должны находиться программы (интерпретаторы или эмуляторы), моделирующие функции отсутствующих аппаратурных средств. Кроме того, при отладке программ может отсутствовать внешняя среда микропроцессорной системы, которую необходимо также моделировать.
К традиционным методам комплексной отладки аппаратуры и программного обеспечения микропроцессорных систем можно отнести следующие:
1. схемная эмуляция, в том числе внутрисхемная, а также с использованием режима ONCE (у микроконтроллеров фирмы Intel);
2. эмуляция памяти программ;
3. использование внутренних специальных средств микропроцессорных БИС (например, BDM порта микроконтроллеров фирмы Motorola);
4. использование внешних относительно целевой БИС аппаратных средств, размещаемых на плате микропроцессорного контроллера;
5. использование супервизора отладки, присоединяемого к плате микропроцессорного контроллера на период отладки;
(разрабатывается в последнее время в качестве метода комплексной отладки).
Средствами отладки являются приборы, комплексы и программы, которые должны:
1. управлять поведением системы или (и) ее модели на различных уровнях абстрактного представления.
2. собирать информацию о поведении системы или (и) ее модели, обрабатывать и представлять на различных уровнях абстракции;
3. преобразовывать системы, придавать им свойства контролепригодности
4. моделировать поведение внешней среды проектируемой системы.
Под управлением поведением системы или ее модели понимаются определение и подача входных воздействий для запуска или останова, для перевода в конкретное состояние последних.
Средства отладки и диагностирования
В целом средства отладки и диагностирования можно разделить на 2 основные группы:
1. Программные
2. Аппаратно-программные
Программные средства:
1. Программные симуляторы
2. Мониторы отладки
3. Интегрированная среда разработки
Аппаратно-программные средства:
1. Внутрисхемные эмуляторы
2. Платы развития (оценочные платы)
3. Эмуляторы ПЗУ
4. Логические анализаторы
5. Сигнатурные анализаторы
6. Комплексы диагностирования
Совокупность аппаратурных и программных средств, предназначенных для контроля работоспособности МПС, будем называть инструментальными средствами разработки и отладки МПС.
Инструментальные средства решают задачи генерации входных воздействий, генерации выходных реакций, реги¬страции выходных реакций МПС, сравнения выходных ре¬акций и анализа результатов контроля.
Метод аппаратной отладки относится к наиболее распространенным методам отладки устройств с микропроцессорами или микроконтроллерами, применение которых возможно с начальных стадий проектирования. Суть этого метода состоит в том, что программа отлаживается в реальном масштабе времени, а механизм отладки для нее прозрачен. Вся отладка выполняется на компьютере в удобном для пользователя виде.
Симуляторы
Симулятор - программное средство, способное имитировать работу микроконтроллера и его памяти. Как правило, симулятор содержит в своем составе:
• Отладчик;
• Модель ЦПУ и памяти.
Более продвинутые симуляторы содержат в своем составе модели встроенных периферийных устройств, таких, как таймеры, порты, АЦП, системы прерываний. Наиболее распространенные симуляторы: PDS-52- представляет собой программно-логическую модель микроконтроллера, имитирующую (симулирующую) работу ядра архитектуры семейства Intel 8051 - памяти, АЛУ, системы команд, регистров, PDS-PIC -программно-логическая модель микроконтроллера РIС, PDS-AVR – ATMEL, PDS-XE – семейство XEMICS XE8000, PDS-SE - семейство Sensory RSC4x, PDS-430 - микроконтроллеры семейства MSP430 фирмы Texas Instrument Corporation.
Симулятор должен уметь загружать файлы программ во всех популярных форматах, максимально полно отображать информацию о состоянии ресурсов симулируемого микроконтроллера, а также предоставлять возможности по симуляции выполнения загруженной программы в различных режимах. В процессе отладки модель “выполняет” программу, и на экране компьютера отображается текущее состояние модели. Загрузив программу в симулятор, пользователь имеет возможность запускать ее в пошаговом или непрерывном режимах, задавать условные и безусловные точки останова, контролировать и свободно модифицировать содержимое ячеек памяти и регистров симулируемого микропроцессора. С помощью симулятора можно быстро проверить логику выполнения программы, правильность выполнения арифметических операций.
В зависимости от класса используемого отладчика, различные симуляторы могут поддерживать высокоуровневую символьную отладку программ.
Некоторые модели симуляторов могут содержать ряд дополнительных программных средств, таких, например, как: интерфейс внешней среды, встроенную интегрированную среду разработки.
В состав современных симуляторов входят также отладчики на языках высокого уровня, поскольку в комплект поставки, как правило, входит и соответствующий компилятор.
В реальной системе микроконтроллер обычно занимается считыванием информации с подключенных внешних устройств (датчиков), обработкой этой информации и выдачей управляющих воздействий на исполнительные устройства. Чтобы в симуляторе не обладающем интерфейсом внешней среды смоделировать работу датчика, нужно вручную изменять текущее состояние модели периферийного устройства, к которому в реальной системе подключен датчик. Если, например, при приеме байта через последовательный порт взводится некоторый флажок, а сам байт попадает в определенный регистр, то оба эти действия нужно производить в таком симуляторе вручную. Наличие же интерфейса внешней среды позволяет пользователю создавать и гибко использовать модель внешней среды микроконтроллера, функционирующую и взаимодействующую с отлаживаемой программой по заданному алгоритму.
Очевидной особенностью программных симуляторов является то обстоятельство, что исполнение программ, загруженных в симулятор, происходит в масштабе времени, отличном от реального. Однако, низкая цена, возможность ведения отладки даже в условиях отсутствия макета отлаживаемого устройства делают программные симуляторы весьма эффективным средством отладки. Отдельно необходимо подчеркнуть, что существует целый класс ошибок, которые могут быть обнаружены
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5