基于JTAG的ARM芯片系統調試

　　EmbeddedICE提供的斷點(diǎn)及觀(guān)察點(diǎn)將使處理器偏離正常執行序列，破壞了軟件的實(shí)時(shí)行為，它不能完成實(shí)時(shí)操作調試功能。ARM結構的處理器采用嵌入式跟蹤宏單元ETM很好的解決了系統實(shí)時(shí)調試的問(wèn)題。

　　4.1 硬件電路

　　EmbeddedICE單元支持斷點(diǎn)和觀(guān)察點(diǎn)功能并提供主機和目標軟件的通信通道。ETM單元[5]壓縮處理器接口信息并通過(guò)跟蹤端口送到片外。這兩個(gè)單元都由JTAG端口控制。SoC外部的EmbeddedICE控制器用于將主機系統連接到JTAG端口，跟蹤端口分析器使主機系統與跟蹤端口對接。主機通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )可以與跟蹤端口分析器和EmbeddedICE二者連接。

　　4.2 實(shí)現原理

　　由調試軟件配置并通過(guò)標準JTAG接口傳輸到ETM上。在程序執行時(shí)ETM可以通過(guò)產(chǎn)生對處理器地址、數據及控制總線(xiàn)活動(dòng)的追蹤(Trace)來(lái)獲得處理器的全速操作情況。在實(shí)時(shí)仿真時(shí)外設和中斷程序依然能夠繼續運行。用戶(hù)控制斷點(diǎn)和觀(guān)察點(diǎn)的設置并可以配置各種跟蹤功能。跟蹤觸發(fā)條件可以指定，跟蹤采集可以在觸發(fā)之前、之后或以觸發(fā)為中心可以選擇跟蹤是否包括數據訪(fǎng)問(wèn)。跟蹤采集可以是數據訪(fǎng)問(wèn)的地址、數據本身，也可以是兩者兼有。

　　ETM是使用軟件通過(guò)JTAG端口進(jìn)行配置的，所使用的軟件是ARM軟件開(kāi)發(fā)工具的一個(gè)擴展。跟蹤數據從跟蹤端口分析儀下載并解壓，最終反鏈接到源代碼。

　　5 應用實(shí)例

　　下面以S3CEV40開(kāi)發(fā)板[4]為例，介紹ARM調試結構應用。S3CEV40采用的CPU為Samsung公司的S3C44B0X，是國內應用廣泛的基于ARM7TDMI內核的SoC。其調試系統的硬件結構如圖2：

　　計算機的并行口和Embest PowerICE for ARM仿真器的DB25接口通過(guò)標準的DB25公、母轉換電纜連接。Embest PowerICE for ARM仿真器通過(guò)一個(gè)的IDC頭的直通電纜(1-1， 2-2，… 20-20)與目標板的JTAG接口相連接。20芯的Embest PowerICE for ARM仿真器接口的定義如圖3所示：

　　S3CEV40所用到的調試軟件為EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它提供源碼級調試，提供了圖形和命令行兩種調試方式，可進(jìn)行斷點(diǎn)設置、單步執行、異常處理，可查看修改內存、寄存器、變量等，可查看函數棧，可進(jìn)行反匯編等。它為用戶(hù)提供2種調試方法：

　　脫機調試：Embest IDE for ARM帶ARM指令集模擬器，用戶(hù)能在PC上調試ARM應用軟件。

　　下載調試：Embest IDE將程序通過(guò)仿真器下載到開(kāi)發(fā)板，直接進(jìn)行調試。

　　Embest IDE的調試功能包括：斷點(diǎn)功能;程序的單步執行;變量監視功能，隨程序運行同步更新變量，變量值即時(shí)修改;寄存器即時(shí)查看與修改;存儲器查看與修改，存儲器內容顯示格式定制;堆棧顯示;同時(shí)提供圖形界面操作和命令行操作方式;支持被調試代碼的多種顯示模式，能以源碼、匯編、混合等形式來(lái)顯示程序;具有與MS Visual Studio類(lèi)似的調試菜單功能：Go，Stop，Reset，Step into，Run to Cursor等;程序的上載和下載。

　　6 結束語(yǔ)

　　本文介紹了32位ARM嵌入式處理器的調試技術(shù)。在JTAG邊界掃描技術(shù)的基礎上介紹了ARM的EmbeddedICE及嵌入式跟蹤并在此基礎上介紹了一個(gè)系統調試實(shí)例。嵌入式調試技術(shù)是嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)中必要的一環(huán)，掌握了它能在開(kāi)發(fā)中起到事半功倍的作用。

　　嵌入式技術(shù)正在日新月異的發(fā)展著(zhù)，嵌入式調試技術(shù)也不是一成不變的，它必將隨著(zhù)高速、低功耗Soc的發(fā)展而進(jìn)步。