針對Motorola微處理器的BDM調試系統的設計

由于所有的信號都是單向的，時(shí)序和邏輯比較簡(jiǎn)單，因此，采用GAL器件實(shí)現并口操作時(shí)序與BDM操作時(shí)序的轉換。GAL要實(shí)現的功能主要是數據的串并和并串轉換。

GAL器件與并口接口的信號有：

輸入信號：D0～D7，C1(主機忙狀態(tài)線(xiàn))，DSCLK(提供串行通信時(shí)鐘信號)。
　　輸出信號：S3，S4，S5，S7(這4個(gè)信號做數據反向輸出)，S6(給PC機提供一個(gè)中斷信號)。

他與BDM端口接口的信號有：

輸入信號：PSTCLK，DSO。
輸出信號：DSI?！?br />　
故需配置12個(gè)輸入端和6個(gè)輸出端，故選用74GAL16V8的器件即可滿(mǎn)足要求［2］?，F在GAL器件要實(shí)現的即是將與并口接口的輸入信號(D0～D7，C1，DSCLK)轉換成與BDM接口的輸出信號(DSI)，同理，也要將與BDM端口接口的輸入信號(PSTCLK，DSO)轉換成與并口接口的輸出信號(S3，S4，S5，S6，S7)，實(shí)現了這2個(gè)轉換，然后對GAL編程，設計PCB版圖，可以很快做出BDM調試卡。

3．2　BDM驅動(dòng)程序的設計

BDM調試卡已經(jīng)實(shí)現了并口到BDM口的時(shí)序操作轉換，按照一定的數據格式傳送和接收數據則是BDM調試卡的驅動(dòng)程序要完成的工作，驅動(dòng)程序對數據的處理分為2層：底層完成基本的字節數據的收發(fā)(恢復和拆分)；上層則完成數據包的收發(fā)。底層的數據收發(fā)原理在調試卡的設計過(guò)程中已經(jīng)做了詳細的介紹，以下主要介紹數據包的收發(fā)處理程序設計應注意的事項。

從BDM操作時(shí)序圖中可以看出，串行通道數據傳輸速度從直流到PSTCLK頻率的1/5頻率之間，該通道使用雙工模式，數據可在主控設備和從控設備之間同時(shí)發(fā)送和接收，每次傳送的數據塊由一個(gè)17 b的數據包組成，該數據包由一個(gè)狀態(tài)/控制位和一個(gè)16 b數據字組成。數據格式如下所示：

發(fā)送數據時(shí)最高位為控制標志，該位保留，在開(kāi)發(fā)系統向CPU發(fā)出命令和數據時(shí)，該位應該被清除。

接收數據時(shí)最高位為狀態(tài)標志位，指示從CPU返回的消息類(lèi)型。他與數據域及數據表示的消息含義之間的關(guān)系為：

顯然，由于每次只能傳送一個(gè)字節，故發(fā)送一個(gè)數據包需要執行3次傳送操作。應注意由于并口工作在4位組模式，每次只能接收4 b數據［1］，而并口操作是以字節為單位進(jìn)行的，因此，實(shí)際上接收一個(gè)數據包最少應該執行6次接收操作，而不是5次。也即是說(shuō)最后剩下一位數據也要當一個(gè)字節傳送，這在驅動(dòng)程序的設計當中很容易弄錯。

BDM調試模塊為外部開(kāi)發(fā)系統提供了12個(gè)基本類(lèi)型的命令(用助記符表示)：RAREG/RDREG(讀A/D寄存器)，WAREG/WDREG(寫(xiě)A/D寄存器)，READ(從存儲器讀數據)，WRITE(向存儲器寫(xiě)數據)，DUMP(與READ命令結合使用轉儲數據塊)，FILL(與WRITE命令結合使用填充數據塊)，GO(繼續執行程序)，NOP(不做任何操作，可以被用做一個(gè)空指令)，RCREG(讀系統控制寄存器)，WCREG(向系統控制寄存器寫(xiě)入數據)，RDMREG(讀調試模塊寄存器)，WDMREG(寫(xiě)向調試模塊寄存器寫(xiě)入數據)；各種命令和他對應的應答數據的格式可以從MCF5272芯片資料上查到。上層驅動(dòng)程序最終的任務(wù)就是實(shí)現這12種基本命令數據和應答數據的收發(fā)，并為調試軟件提供相應的函數調用接口，具體的驅動(dòng)程序設計比較簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要注意對從調試模塊返回的狀態(tài)數據進(jìn)行出錯處理。特別是應該區別CPU還沒(méi)準備好和總線(xiàn)操作被中止2種消息。前者出現的比較多，一般是在CPU正在執行一個(gè)任務(wù)，不能及時(shí)響應BDM命令時(shí)返回的消息，而后者則往往是CPU執行了2條有沖突的指令(也即是非法訪(fǎng)問(wèn)資源)。這個(gè)在驅動(dòng)程序中看不出有很大的區別，但是在調試應用程序時(shí)經(jīng)常報告“BUSError”信息。

3．3　BDM調試軟件的設計

該軟件應該具有如下基本的功能：系統初始化，重啟系統，檢查CPU外圍期間工作是否正常，讀寫(xiě)Flash中的數據，讀寫(xiě)SRAM中的數據，單步執行程序。

調試軟件主要是調用驅動(dòng)程序實(shí)現的12種BDM調試命令接口函數來(lái)實(shí)現各種功能的。其中需要傳遞參數給驅動(dòng)程序的有：

①檢查外部設備接口是否工作正常：如RS232串口、USB口、并口、網(wǎng)口等。這類(lèi)操作需要接口地址和中斷號等參數，并且需要返回操作結果。

②讀寫(xiě)SRAM和Flash中的數據：這些操作需要提供存儲器的地址范圍。

調試軟件的設計因開(kāi)發(fā)系統的操作系統不同，在實(shí)現上有比較大的區別，但處理過(guò)程基本相同，因此，軟件的設計也比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有必要贅述。

3．4　系統運行及其測試

應用MCF5272做嵌入式系統開(kāi)發(fā)時(shí)，開(kāi)發(fā)平臺的操作系統是RedHatLinux，因此，驅動(dòng)程序和調試軟件都是針對Linux設計的。驅動(dòng)程序將BDM調試卡作為一個(gè)字符設備看待，BDM卡的初始化是在/usr/src/linux/driverschar/mem．c中添加BDM卡初始化代碼［3］，該設備的基本入口點(diǎn)在驅動(dòng)程序的file＿operation結構中，對BDM卡的操作命令均在此實(shí)現，具體代碼不再詳述。

調試系統做整體測試時(shí)，首先要在Linux下創(chuàng )建一個(gè)字符型的BDM設備，然后執行insmod命令將驅動(dòng)程序模塊打入操作系統內核中［3］，在成功地創(chuàng )建了BDM設備文件和安裝好BDM調試卡的驅動(dòng)程序之后，就可以調試和執行該調試軟件了。

4　結語(yǔ)

BDM調試系統具有成本低、操作方便、移植簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在Linux環(huán)境下針對MCF5272成功開(kāi)發(fā)了BDM調試系統后，又先后將該系統軟件稍加改動(dòng)，就輕易地移植到與MCF5272同屬ColdFire系列的MCF5249和Power PC系列的MPC555等CPU上，并且在Window下重新編寫(xiě)了驅動(dòng)程序和調試軟件，使用圖形界面操作，基本上達到了CodeWarrior相應軟件的功能，為產(chǎn)品的快速低成本開(kāi)發(fā)做出了貢獻。