【摘要】：隨著SoC系統(tǒng)集成技術(shù)的快速發(fā)展,多核數(shù)字信號處理器(DSP)的應(yīng)用范圍遍及各個領(lǐng)域,隨之在多核DSP上運行的并發(fā)程序也越來越復(fù)雜多樣。然而,如何有效、準確地調(diào)試這些并發(fā)程序成為決定程序開發(fā)周期的一個重要難點。因此,研究基于JTAG協(xié)議的多核DSP調(diào)試方案具有重要意義。本文針對多核DSP的調(diào)試問題,設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于USB/PCIE通訊機制的JTAG調(diào)試方案,該方案在多核調(diào)試架構(gòu)優(yōu)化、通訊機制優(yōu)化等方面具有明顯優(yōu)勢,極大的縮短了程序開發(fā)周期,提高了程序運行速度與數(shù)據(jù)傳輸率,硬件和軟件資源得到了的充分利用。本文首先概述了多核調(diào)試的研究現(xiàn)狀,對涉及到調(diào)試代理相關(guān)的概念進行了介紹。通過對現(xiàn)有的調(diào)試模式對比分析,結(jié)合其優(yōu)點確定了本文中的設(shè)計方法。該設(shè)計方法包括軟件和硬件兩部分,硬件部分是由at91sam7x-ek ARM仿真器和四核DSP目標板組成,主機端與仿真器通過USB串口建立連接。軟件部分包括驅(qū)動程序和調(diào)試代理程序。調(diào)試代理分為兩部分:一部分運行在主機端,負責(zé)接收GDB發(fā)來的調(diào)試指令并轉(zhuǎn)譯為自定義指令;另一部分運行在at91sam7x-ek ARM仿真器端,負責(zé)將接收到的指令轉(zhuǎn)譯為JTAG指令并發(fā)送給目標板的DSP,最終完成調(diào)試指令的發(fā)送、轉(zhuǎn)譯、JTAG指令轉(zhuǎn)換、調(diào)試結(jié)果反饋等調(diào)試操作。為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率以及調(diào)試代理程序并發(fā)處理能力,本文還將上述設(shè)計作了優(yōu)化操作。在上述設(shè)計的基礎(chǔ)上將ARM仿真器更換為Spartan6 XC6SLX100T的FPGA實現(xiàn),并使用PCIE×1接口傳輸數(shù)據(jù),由原來傳輸速率為480MB/S的USB2.0提升為512MB/S的PCIE。在數(shù)據(jù)傳輸速率和程序并發(fā)處理能力方面得到了有效的提高。設(shè)計結(jié)果和實際驗證表明,本文設(shè)計的多核DSP調(diào)試代理與高速仿真器是可行的,結(jié)構(gòu)簡單,可擴展性好,滿足多核DSP在線調(diào)試的需求。
【圖文】：

被分為兩部分，分別運行在宿主機端和仿真器端。調(diào)試接口是基于一種通信機制主要逡逑負責(zé)調(diào)試主機、ＪＴＡＧ仿真器、目標機之間的通信。該調(diào)試系統(tǒng)由調(diào)試主機、調(diào)試逡逑工具、ＪＴＡＧ仿真器、調(diào)試接口及目標機組成（如圖２－１所示）。宿主機端的調(diào)試代理逡逑負責(zé)完成解析調(diào)試器發(fā)來的指令（將調(diào)試器命令解析為自定義指令），并將解析后的逡逑自定義指令通過ＵＳＢ／ＰＣＩＥ接口發(fā)送到仿真器，再由仿真器將接收到的指令轉(zhuǎn)換為逡逑ＪＴＡＧ指令下發(fā)到目標板，，完成對目標處理器的調(diào)試操作。逡逑ｒ邋邐邐邋１逡逑源程序逡逑ｉ邐宿主：機｜逡逑！邐￣編譯器逡逑！邋邐］邋［邐邋ｊ邐ｊ邐Ｉ逡逑Ｉ可執(zhí)行文件邐！邐｜目｜逡逑”邐ｊ｜ＳＢ邋ＵＳＢ／ＪＴＡＧ協(xié)議轉(zhuǎn)換瓜匕邐｜逡逑｜邋￣調(diào)試器￣？［調(diào)試代理｜邋Ｉ邋？邋仿真器邋一＂＂＂應(yīng)用程序￣邋｜逡逑Ｌ邐！邐！邐Ｊ逡逑圖２－１調(diào)試代理系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ邋２－１．邋Ｄｅｓｉｇｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ邋ａｇｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２．１調(diào)試代理逡逑＿邋２．１．１調(diào)試代理概述逡逑調(diào)試是嵌入式軟件開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)之一，在嵌入式軟件開發(fā)周期中占有著舉足逡逑輕重的地位。調(diào)試的功能也是衡量嵌入式軟件^u發(fā)工具好壞的一個重要參數(shù)。由于早逡逑期程序代碼量不那么龐大，開發(fā)者可以自己編寫調(diào)試、打印輸出語句來驗證程序的正逡逑確性與一致性。但是隨著嵌入式應(yīng)用的迅速發(fā)展與普及，為適應(yīng)各行各業(yè)的要求，嵌逡逑入式軟件規(guī)模和復(fù)雜度逐漸增大，軟件的規(guī)模甚至突破了上百萬行。如果仍通過編寫大逡逑量的調(diào)試輸出語句

為了方便開發(fā)人員快速了解及開發(fā)驅(qū)動程序，該模式提供了驅(qū)動程序的整體框逡逑架結(jié)構(gòu)。ＷｉｎＵＳＢ框架由兩部分組成：內(nèi)核模式驅(qū)動程序（Ｗｉｎｕｓｂ．ｓｙｓ）和用戶模式逡逑動態(tài)鏈接庫（Ｗｉｎｕｓｂ．ｄｌｌ）（如圖３－１所示）。通過用戶模式軟件管理ＵＳＢ設(shè)備。內(nèi)核逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP337;TP332

【參考文獻】

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1 王曉慶;周曉波;趙強;;PCIE高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驅(qū)動及上位機軟件開發(fā)[J];計算機應(yīng)用與軟件;2013年09期

2 高瑛珂;王琪;李泉泉;張鐵軍;侯朝煥;;一種基于JTAG接口的片上調(diào)試與性能分析方法[J];微電子學(xué)與計算機;2012年07期

3 崔炳U

本文編號：2606331