【摘要】：片上處理器是SoC的核心和基礎(chǔ)部件,但傳統(tǒng)的硬件調(diào)試解決方案無(wú)法解決片上處理器的調(diào)試追蹤的要求。如何在復(fù)雜度不斷提升的SoC芯片上實(shí)現(xiàn)片上處理器的監(jiān)控,是一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容。在芯片開發(fā)過(guò)程中,當(dāng)片上處理器要分析系統(tǒng)的異常中斷以及多任務(wù)處理時(shí),目前傳統(tǒng)基于片外儀器的處理器監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)難以測(cè)量片內(nèi)數(shù)據(jù)流、指令流和堆棧出入等片上處理器信息。在片上處理器實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí),只能使用串口打印輸出的方法來(lái)做處理器狀態(tài)的監(jiān)控。現(xiàn)在的調(diào)試方法不能檢測(cè)多任務(wù)處理和睡眠模式,基本不能看到處理器內(nèi)部運(yùn)行情況。本論文設(shè)計(jì)的運(yùn)行監(jiān)控電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)片上處理器指令和數(shù)據(jù)的監(jiān)控,同時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)以供SoC設(shè)計(jì)人員調(diào)試芯片,從而加快了SoC的開發(fā)效率。本論文以ARM CoreSight架構(gòu)為基礎(chǔ),結(jié)合AMBA總線技術(shù)對(duì)運(yùn)行監(jiān)控電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。片上處理器運(yùn)行監(jiān)控電路主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收集、控制和存儲(chǔ)功能。運(yùn)行監(jiān)控電路由四部分組成,分別為監(jiān)控源模塊、監(jiān)控控制模塊、監(jiān)控連接模塊以及監(jiān)控存儲(chǔ)模塊。監(jiān)控源模塊主要有兩個(gè)單元,分別為嵌入式追蹤單元和AHB總線追蹤單元。監(jiān)控控制模塊主要由嵌入式交叉觸發(fā)單元和調(diào)試訪問(wèn)端口單元組成。監(jiān)控連接模塊主要由ATB橋、ATB聚合器和ATB復(fù)制器三部分組成。監(jiān)控存儲(chǔ)模塊主要由追蹤端口接口單元和嵌入式追蹤緩存組成。其中監(jiān)控源模塊主要完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和指令的收集功能,在處理器運(yùn)行過(guò)程中非侵入式的完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收集。監(jiān)控控制模塊實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的控制過(guò)濾的功能,在執(zhí)行監(jiān)控操作前,可以通過(guò)寄存器配置控制指令流和數(shù)據(jù)流的行為。監(jiān)控連接模塊的功能主要是連接整個(gè)監(jiān)控電路的各個(gè)子模塊,用來(lái)傳遞各個(gè)模塊之間的信息。監(jiān)控存儲(chǔ)模塊的主要功能是對(duì)最后的監(jiān)控信息進(jìn)行存儲(chǔ)與處理。片上處理器運(yùn)行監(jiān)控電路將收集的數(shù)據(jù)通過(guò)AXI總線寫入內(nèi)存或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到其它調(diào)試設(shè)備。傳輸?shù)狡夂笫褂谜{(diào)試軟件進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析。本論文設(shè)計(jì)的監(jiān)控電路可以方便的調(diào)試和發(fā)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)過(guò)程中的漏洞,并且對(duì)于芯片的設(shè)計(jì)和調(diào)試具有較大的推進(jìn)作用。
【圖文】：

圖4.1 ARM CoreSight 架構(gòu)CoreSight 架構(gòu)由各種組件構(gòu)成，每個(gè)組件完成特定的功能。AR有：更少的引腳提高整個(gè)系統(tǒng)操作的可視性。有芯片供應(yīng)商提供標(biāo)準(zhǔn)解決方案以獲得最廣泛的工具支持。于單個(gè) ARM 內(nèi)核，多核或內(nèi)核和 DSP 系統(tǒng)。產(chǎn)品上市速度，實(shí)現(xiàn)更可靠，更高性能的產(chǎn)品。最高頻率的處理器和低功耗 SoC。要是指觀察或修改設(shè)計(jì)部分狀態(tài)的功能。CoreSight 用于調(diào)試處理器寄存器值的功能以及使用復(fù)雜的觸發(fā)和監(jiān)視資源。調(diào)試執(zhí)行，通過(guò)收集狀態(tài)信息以解決問(wèn)題。跟蹤功能連續(xù)收集系統(tǒng)線分析。跟蹤和調(diào)試可以在設(shè)計(jì)流程的所有階段一起使用，從件開發(fā)和優(yōu)化，甚至到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或故障分析。ARM CoreSight碼跟蹤提供了一種有效的機(jī)制。在處理器上運(yùn)行的軟件可以寫

圖4.11 ATB 橋基本操作12 顯示了到 ATB 橋的兩個(gè)接口上的刷新方式。所有信號(hào)都為高電平，，比 AFVALIDM 晚一個(gè)周期。這也會(huì)導(dǎo)致刷新確認(rèn)到 AFREADYM。圖4.12 主從接口的 ATB 刷新操作
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN47

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2629526