專利名稱：基于嵌入式操作系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種基于嵌入式操作系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
仿真器是用于嵌入式設(shè)備的常用設(shè)備，用于嵌入式程序的調(diào)試，其主要目的是使嵌入式程序執(zhí)行過程可控，以便了解程序的運(yùn)行狀態(tài)，常見的調(diào)試手段包括:斷點(diǎn)、單步查看資源等等。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常見的一個(gè)仿真器的基本結(jié)構(gòu)圖，其中，虛框所示部分即為仿真調(diào)試設(shè)備，它能將上位機(jī)的調(diào)試指令轉(zhuǎn)化成滿足IEEE1149.1的信號并下發(fā)至待調(diào)試的開發(fā)板(即圖中之目標(biāo)板)上，它主要包括調(diào)試處理單元和TAP (測試訪問端口)控制器這兩部分。對于上述仿真器，針對實(shí)際需求，其調(diào)試處理單元可以有不同的實(shí)現(xiàn)。如果是針對比較簡單而且相對固定的調(diào)試需求，該調(diào)試處理單元可以設(shè)計(jì)的比較簡單，僅需要做一些信號上的轉(zhuǎn)換，可以使用固定的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，這樣的方案具有成本低、速度快的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是靈活性差；針對于復(fù)雜調(diào)試需求，調(diào)試處理單元可以使用通用或?qū)Ｓ锰幚砥髯鳛檎{(diào)試處理器，以保證能對復(fù)雜的調(diào)試需求做出及時(shí)的響應(yīng)。針對采用通用處理器作為調(diào)試處理單元的方案，通常會使用嵌入式操作系統(tǒng)，而將調(diào)試控制程序作為系統(tǒng)上的一個(gè)進(jìn)程。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中使用通用處理器的仿真調(diào)試系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中，調(diào)試進(jìn)程響應(yīng)調(diào)試主機(jī)發(fā)過來的調(diào)試要求(基于RDP，Remote DebugProtocol,遠(yuǎn)程調(diào)試協(xié)議)，并調(diào)用TAP驅(qū)動進(jìn)行調(diào)試操作，TAP驅(qū)動以操作系統(tǒng)驅(qū)動程序的形式提供仿真器使用JTAG對開發(fā)板訪問的接口，而嵌入式系統(tǒng)完成系統(tǒng)級別調(diào)度，為調(diào)試進(jìn)程提供一個(gè)通用的運(yùn)行環(huán)境?；谏鲜龇抡嬲{(diào)試方案的仿真器靈活度高，可以支持比較復(fù)雜的調(diào)試要求，但穩(wěn)定性相對較差，并且調(diào)試主機(jī)與調(diào)試進(jìn)程之間的通信是單向的，不便于調(diào)試主機(jī)對仿真器狀態(tài)的監(jiān)控，不便于擴(kuò)展新特性。綜上所述，可知先前技術(shù)之仿真調(diào)試系統(tǒng)存在穩(wěn)定性差且不易于擴(kuò)展的問題，因此實(shí)有必要提出改進(jìn)的技術(shù)手段，來解決此一問題

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法，其不僅可以改進(jìn)仿真器的穩(wěn)定性，而且便于仿真器功能的擴(kuò)展。為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，應(yīng)用于一仿真器，至少包括:代理進(jìn)程模塊，用于接收調(diào)試主機(jī)發(fā)送的控制命令，并控制調(diào)試進(jìn)程模塊的運(yùn)行；
調(diào)試進(jìn)程模塊，在該代理進(jìn)程模塊的控制下響應(yīng)該調(diào)試主機(jī)發(fā)送過來的調(diào)試要求，并調(diào)用TAP驅(qū)動模塊進(jìn)行調(diào)試操作；TAP驅(qū)動模塊，以操作系統(tǒng)驅(qū)動程序的形式提供仿真器對開發(fā)板訪問的接口 ；以及嵌入式系統(tǒng)，用于完成系統(tǒng)級別調(diào)度。進(jìn)一步地，該代理進(jìn)程模塊與該調(diào)試進(jìn)程模塊使用管道進(jìn)行通信，同時(shí)共享一緩沖區(qū)，用于保存掃描鏈上的處理器狀態(tài)。進(jìn)一步地，該代理進(jìn)程模塊還用于對該調(diào)試進(jìn)程模塊進(jìn)行異常檢測與干預(yù)。進(jìn)一步地，該異常包括該調(diào)試進(jìn)程模塊異常退出或者處在不正確的調(diào)試狀態(tài)。進(jìn)一步地，若該代理進(jìn)程模塊檢測到該調(diào)試進(jìn)程模塊異常退出，則重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊；若該代理進(jìn)程模塊檢測到該調(diào)試進(jìn)程模塊處于不正確的調(diào)試狀態(tài)，此時(shí)若尚未建立調(diào)試連接，則直接重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊，若已經(jīng)建立調(diào)試連接則等待本次調(diào)試完成后，再重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊。為達(dá)上述及其他目的，本發(fā)明提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，應(yīng)用于一仿真器，其包括如下步驟:該仿真器啟動時(shí)，啟動代理進(jìn)程，由代理進(jìn)程啟動調(diào)試進(jìn)程，調(diào)試進(jìn)程啟動后，通過所提供的接口掃描開發(fā)板上的信息并報(bào)告給該代理進(jìn)程，由代理進(jìn)程登記該信息與調(diào)試狀態(tài)，并上報(bào)給調(diào)試主機(jī)；該調(diào)試主機(jī)發(fā)起調(diào)試請求，向該代理進(jìn)程發(fā)送建立連接的控制命令；該代理進(jìn)程接到建立連接的控制命令后，分配空閑端口返回給該調(diào)試主機(jī)，并通知該調(diào)試進(jìn)程，然后記錄；該調(diào)試進(jìn)程使用分配到的端口建立一個(gè)線程等待該調(diào)試主機(jī)發(fā)起連接；該調(diào)試主機(jī)使用該端口發(fā)起調(diào)試請求；該調(diào)試進(jìn)程響應(yīng)連接，建立調(diào)試連接；調(diào)試結(jié)束后，該調(diào)試主機(jī)發(fā)送關(guān)閉連接命令給該代理進(jìn)程；該代理進(jìn)程得到響應(yīng)后，通知該調(diào)試進(jìn)程關(guān)閉連接，并于完成后通知該調(diào)試主機(jī)；以及該調(diào)試主機(jī)關(guān)閉連接，該代理進(jìn)程更新狀態(tài)。進(jìn)一步地，于該代理進(jìn)程接到控制命令并通知該調(diào)試進(jìn)程后，還包括如下步驟:代理進(jìn)程持續(xù)檢測調(diào)試進(jìn)程是否有異常退出或處于不正常的調(diào)試狀態(tài)；若檢測到該調(diào)試進(jìn)程異常退出，則重啟該調(diào)試進(jìn)程；若檢測到該調(diào)試進(jìn)程處于不正常的調(diào)試狀態(tài)，若此時(shí)尚未建立調(diào)試連接，則直接重啟該調(diào)試進(jìn)程，若已建立連接則等待本次調(diào)試完成后，重啟該調(diào)試進(jìn)程。進(jìn)一步地，該調(diào)試進(jìn)程的異常退出包括該調(diào)試進(jìn)程超時(shí)未響應(yīng)該代理進(jìn)程與該調(diào)試進(jìn)程被異常關(guān)閉。進(jìn)一步地，若該代理進(jìn)程檢測到該調(diào)試進(jìn)程連接被異常關(guān)閉，則執(zhí)行如下步驟以重啟該調(diào)試進(jìn)程:保存調(diào)試現(xiàn)場和調(diào)試狀態(tài)；關(guān)閉原有調(diào)試連接，并清除原有連接記錄；
重新建立調(diào)試連接；以及恢復(fù)調(diào)試現(xiàn)場，調(diào)整調(diào)試連接狀態(tài)。進(jìn)一步地，該調(diào)試進(jìn)程處于不正常的調(diào)試狀態(tài)包括該調(diào)試進(jìn)程與該代理進(jìn)程通信異常。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法通過利用代理進(jìn)程模塊控制調(diào)試進(jìn)程模塊的運(yùn)行，避免調(diào)試主機(jī)直接控制調(diào)試進(jìn)程模塊，不僅提高了仿真器的穩(wěn)定性，而且便于仿真器功能的擴(kuò)展。通過本發(fā)明，調(diào)試主機(jī)可以在異常情況下軟復(fù)位仿真器，降低了等候時(shí)間；同時(shí)，調(diào)試主機(jī)可以隨時(shí)保存調(diào)試現(xiàn)場，以免一旦發(fā)生異常導(dǎo)致丟失現(xiàn)場


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常見的一個(gè)仿真器的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中使用通用處理器的仿真調(diào)試系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例中代理進(jìn)程模塊和調(diào)試進(jìn)程模塊交互的示意圖；圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例中連接狀態(tài)切換圖；圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例中調(diào)試狀態(tài)切換圖；圖7為本發(fā)明基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。圖3為本發(fā)明一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，本發(fā)明一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，應(yīng)用于一仿真器，至少包括:代理進(jìn)程模塊301、調(diào)試進(jìn)程模塊302、TAP驅(qū)動模塊303以及嵌入式系統(tǒng)304代理進(jìn)程模塊301用于接收調(diào)試主機(jī)發(fā)送的控制命令，并根據(jù)該控制命令控制調(diào)試進(jìn)程模塊302的運(yùn)行；調(diào)試進(jìn)程模塊302在代理進(jìn)程模塊301的控制下響應(yīng)調(diào)試主機(jī)發(fā)送過來的調(diào)試要求，并調(diào)用TAP驅(qū)動模塊303進(jìn)行調(diào)試操作，其中，代理進(jìn)程模塊301與調(diào)試進(jìn)程模塊302使用管道進(jìn)行通信，同時(shí)共享一片緩沖區(qū)，用于保存掃描鏈上的處理器狀態(tài)；TAP驅(qū)動模塊303以操作系統(tǒng)驅(qū)動程序的形式提供仿真器使用JTAG對開發(fā)板訪問的接口 ；嵌入式系統(tǒng)304用于完成系統(tǒng)級別調(diào)度，為調(diào)試進(jìn)程提供一個(gè)通用的環(huán)境。具體來說，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的仿真器啟動時(shí)，代理進(jìn)程模塊301首先啟動，然后由代理進(jìn)程模塊301啟動調(diào)試進(jìn)程模塊302 ;調(diào)試進(jìn)程模塊302啟動后，通過JTAG接口掃描開發(fā)板上的信息并報(bào)給代理進(jìn)程模塊301，代理進(jìn)程模塊301登記該信息和調(diào)試狀態(tài)，并上報(bào)給調(diào)試主機(jī)；當(dāng)開始調(diào)試時(shí)，由調(diào)試主機(jī)發(fā)起調(diào)試請求，調(diào)試主機(jī)向代理進(jìn)程模塊301發(fā)送控制命令(如建立連接)，代理進(jìn)程模塊301在接到控制命令后，分配空閑端口返回給調(diào)試主機(jī)，并通知調(diào)試進(jìn)程模塊302以及記錄；調(diào)試進(jìn)程模塊302則使用分配到的端口建立一線程等待調(diào)試主機(jī)發(fā)起連接；調(diào)試主機(jī)使用該端口發(fā)起調(diào)試請求；調(diào)試進(jìn)程模塊302響應(yīng)連接以建立調(diào)試連接；調(diào)試結(jié)束后，調(diào)試主機(jī)發(fā)送關(guān)閉連接的控制命令給代理進(jìn)程模塊301，由代理進(jìn)程模塊301通知調(diào)試進(jìn)程模塊302關(guān)閉連接，并于調(diào)試主機(jī)關(guān)閉連接后更新狀態(tài)。較佳的，本發(fā)明之代理進(jìn)程模塊301還用于對調(diào)試進(jìn)程模塊302進(jìn)行異常檢測和干預(yù)。這里的異常包括，調(diào)試進(jìn)程異常退出或者處在不正確的調(diào)試狀態(tài)下。針對異常，代理進(jìn)程模塊301處理的原則如下:一旦檢測調(diào)試進(jìn)程異常退出，則重啟調(diào)試進(jìn)程模塊，其又分為以下兩種情況:(I)如果調(diào)試進(jìn)程超時(shí)未響應(yīng)代理進(jìn)程的，則立即重啟調(diào)試進(jìn)程模塊302 ；(2)若發(fā)現(xiàn)調(diào)試進(jìn)程連接被異常關(guān)閉，則執(zhí)行如下流程進(jìn)行重啟調(diào)試進(jìn)程模塊:保存調(diào)試現(xiàn)場和調(diào)試狀態(tài)；關(guān)閉原有調(diào)試連接，并清除原有連接記錄；重新建立調(diào)試連接；恢復(fù)調(diào)試現(xiàn)場，調(diào)整調(diào)試連接狀態(tài)針對調(diào)試進(jìn)程處在不正確的調(diào)試狀態(tài)，如調(diào)試進(jìn)程模塊302和代理進(jìn)程模塊301通信異常，此時(shí)如果尚未建立調(diào)試連接，則直接重啟調(diào)試進(jìn)程模塊302，如果已經(jīng)建立調(diào)試連接則等待本次調(diào)試完成后，再重啟調(diào)試進(jìn)程模塊302。在本發(fā)明之較佳實(shí)施例中，本發(fā)明之硬件可使用一款以ARM926作為主控的SOC芯片作為調(diào)試處理器，并移植 uClinux (嵌入式系統(tǒng))作為軟件運(yùn)行環(huán)境，調(diào)試進(jìn)程模塊302作為一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行在uClinux之上，同時(shí)使用一個(gè)代理進(jìn)程與之交互，在調(diào)試過程的測試現(xiàn)場(比如響應(yīng)斷點(diǎn)后)是由調(diào)試進(jìn)程模塊來保存在仿真器端的。以下將通過本發(fā)明之較佳實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明之各模塊之間的交互過程。由前可知，調(diào)試主機(jī)與代理進(jìn)程模塊301的交互都是由調(diào)試主機(jī)發(fā)起的，調(diào)試主機(jī)將相應(yīng)的控制命令字發(fā)送給代理進(jìn)程模塊301，代理進(jìn)程模塊301完成相應(yīng)操作后，按照相應(yīng)格式回給調(diào)試主機(jī)。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，具體的控制命令字可如表I所示:
命令字格式含義
CHECKCHECK[INTYAL]開始檢查調(diào)試進(jìn)程狀態(tài)
INTVAL是間隔時(shí)間
STOPCHECK STOPCHECK 停止檢查調(diào)試進(jìn)程狀態(tài)SCAN_SCAN_檢查掃描連的狀態(tài),在調(diào)試過
權(quán)利要求
1.一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，應(yīng)用于一仿真器，至少包括: 代理進(jìn)程模塊，用于接收調(diào)試主機(jī)發(fā)送的控制命令，并控制調(diào)試進(jìn)程模塊的運(yùn)行； 調(diào)試進(jìn)程模塊，在該代理進(jìn)程模塊的控制下響應(yīng)該調(diào)試主機(jī)發(fā)送過來的調(diào)試要求，并調(diào)用TAP驅(qū)動模塊進(jìn)行調(diào)試操作； TAP驅(qū)動模塊，以操作系統(tǒng)驅(qū)動程序的形式提供仿真器對開發(fā)板訪問的接口 ；以及 嵌入式系統(tǒng)，用于完成系統(tǒng)級別調(diào)度。
2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該代理進(jìn)程模塊與該調(diào)試進(jìn)程模塊使用管道進(jìn)行通信，同時(shí)共享一緩沖區(qū)，用于保存掃描鏈上的處理器狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該代理進(jìn)程模塊還用于對該調(diào)試進(jìn)程模塊進(jìn)行異常檢測與干預(yù)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該異常包括該調(diào)試進(jìn)程模塊異常退出或者處在不正確的調(diào)試狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:若該代理進(jìn)程模塊檢測到該調(diào)試進(jìn)程模塊異常退出，則重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊；若該代理進(jìn)程模塊檢測到該調(diào)試進(jìn)程模塊處于不正確的調(diào)試狀態(tài)，此時(shí)若尚未建立調(diào)試連接，則直接重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊，若已經(jīng)建立調(diào)試連接則等待本次調(diào)試完成后，再重啟該調(diào)試進(jìn)程模塊。
6.一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，應(yīng)用于一仿真器，其包括如下步驟: 該仿真器啟動時(shí)，啟動代理進(jìn)程，由代理進(jìn)程啟動調(diào)試進(jìn)程，調(diào)試進(jìn)程啟動后，通過所提供的接口掃描開發(fā)板上的信息并報(bào)告給該代理進(jìn)程，由代理進(jìn)程登記該信息與調(diào)試狀態(tài)，并上報(bào)給調(diào)試主機(jī)； 該調(diào)試主機(jī)發(fā)起調(diào)試請求，向該代理進(jìn)程發(fā)送建立連接的控制命令； 該代理進(jìn)程接到建立連接的控制命令后，分配空閑端口返回給該調(diào)試主機(jī)，并通知該調(diào)試進(jìn)程，然后記錄； 該調(diào)試進(jìn)程使用分配到的端口建立一個(gè)線程等待該調(diào)試主機(jī)發(fā)起連接； 該調(diào)試主機(jī)使用該端口發(fā)起調(diào)試請求； 該調(diào)試進(jìn)程響應(yīng)連接，建立調(diào)試連接； 調(diào)試結(jié)束后，該調(diào)試主機(jī)發(fā)送關(guān)閉連接命令給該代理進(jìn)程； 該代理進(jìn)程得到響應(yīng)后，通知該調(diào)試進(jìn)程關(guān)閉連接，并于完成后通知該調(diào)試主機(jī)；以及 該調(diào)試主機(jī)關(guān)閉連接，該代理進(jìn)程更新狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，其特征在于，于該代理進(jìn)程接到控制命令并通知該調(diào)試進(jìn)程后，還包括如下步驟: 代理進(jìn)程持續(xù)檢測調(diào)試進(jìn)程是否有異常退出或處于不正常的調(diào)試狀態(tài)； 若檢測到該調(diào)試進(jìn)程異常退出，則重啟該調(diào)試進(jìn)程；若檢測到該調(diào)試進(jìn)程處于不正常的調(diào)試狀態(tài)，若此時(shí)尚未建立調(diào)試連接，則直接重啟該調(diào)試進(jìn)程，若已建立連接則等待本次調(diào)試完成后，重啟該調(diào)試進(jìn)程。
8.如權(quán)利要求7所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，其特征在于:該調(diào)試進(jìn)程的異常退出包括該調(diào)試進(jìn)程超時(shí)未響應(yīng)該代理進(jìn)程與該調(diào)試進(jìn)程被異常關(guān)閉。
9.如權(quán)利要求8所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，其特征在于，若該代理進(jìn)程檢測到該調(diào)試進(jìn)程連接被異常關(guān)閉，則執(zhí)行如下步驟以重啟該調(diào)試進(jìn)程: 保存調(diào)試現(xiàn)場和調(diào)試狀態(tài)； 關(guān)閉原有調(diào)試連接，并清除原有連接記錄； 重新建立調(diào)試連接；以及 恢復(fù)調(diào)試現(xiàn)場，調(diào)整調(diào)試連接狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求6所述的基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法，其特征在于:該調(diào)試進(jìn)程處于不正常的調(diào)試狀態(tài)包括該 調(diào)試進(jìn)程與該代理進(jìn)程通信異常。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于嵌入式系統(tǒng)的仿真調(diào)試系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括代理進(jìn)程模塊，用于接收調(diào)試主機(jī)發(fā)送的控制命令，并控制調(diào)試進(jìn)程模塊的運(yùn)行；調(diào)試進(jìn)程模塊，在該代理進(jìn)程模塊的控制下響應(yīng)該調(diào)試主機(jī)發(fā)送過來的調(diào)試要求，并調(diào)用TAP驅(qū)動模塊進(jìn)行調(diào)試操作；TAP驅(qū)動模塊，以操作系統(tǒng)驅(qū)動程序的形式提供仿真器對開發(fā)板訪問的接口；以及嵌入式系統(tǒng)，用于完成系統(tǒng)級別調(diào)度，利用本發(fā)明，不僅可以改進(jìn)仿真器的穩(wěn)定性，而且便于仿真器功能的擴(kuò)展。
文檔編號G06F11/36GK103186458SQ20111045446
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者鈕玥 申請人:聯(lián)芯科技有限公司