coldfire系列微处理器背景调试模式设计

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1、万方数据第30卷第1期2010年2月苏州大学学报(工科版)JOURNALOFSUZHOUUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDmON)VoL30No．1Feb．20lO文章编号：1673—047X(2010J-01—0020—04ColdFire系列微处理器背景调试模式设计聂章龙(常州信息职业技术学院，江苏常州213164)摘要：介绍了ColdFire系列主控芯片的BDM调试模式，阐述了ColdFire系列芯片的BDM调试原理，并给出了调试头的具体硬件设计方法和原理图，最后针对12个基本类型的调试命令，阐述了调试系统

2、的功能流程。关键词：ColdFire微处理器；BDM调试；可编程逻辑器件CPLD；XC9536XL中图分类号：TP393文献标识码：A0引言嵌入式系统上通常没有我们所熟知的显示器，也没有很完备的类似于PC机上的调试开发环境，因此调试嵌入式软件具有一定的难度。目前在调试嵌入式软件方面主要有两大发展趋势：一种是基于硬件的调试技术；另一种是基于软件的调试技术，它们各有所长。本文主要介绍ColdFire系列芯片的BDM(BackgroundDe—bugMonitor)调试头就是一种硬件调试工具，配合底层的驱动程序及高端的软件，可以实现对目标芯片的调

3、试。ColdFire系列微处理器支持JTAG和BDM两种调试模式。虽然JTAG调试不占用系统资源并能够调试没有外部总线的芯片，但是由于JTAG是通过串行依次传递数据的，速度比较慢，因而只能进行软件断点级别的调试；而且其自身还不能完成实时跟踪和多种事件触发等复杂调试功能。因此，ColdFire系列微处理器一般采用BDM调试模式。1ColdFire调试模式概述ColdFire系列微处理器中的调试模块针对不同场合的应用分别提供了3种调试支持：实时跟踪调试、背景调试(BDM)和实时调试。(1)实时跟踪调试。能够跟踪应用程序的动态执行路径。ColdF

4、ire以8位并行输出总线实现实时跟踪，为外部仿真系统提供处理器运行状态和数据。(2)背景调试。提供复杂的ColdFire处理器的底层调试。通过BDM处理器被暂停，各种命令发送到处理器，以便访问存储器和寄存器。外部仿真器使用3个引脚，实现串行的全双工通信。(3)实时调试。BDM需要处理器暂停才能调试，对于大多数的实时嵌入式应用系统，这是做不到的。背景调试中断使实时系统执行一个特定的服务子程序，它能快速存储关键寄存器的内容和变量，并使系统返回到正常操作。由于硬件支持处理器的当前操作和BDM内部指令，开发系统能访问存储的数据。所有ColdFire

5、调试信号都是单向的，而且与处理器内核时钟信号的上升沿相关。这几种调试方式都共用26脚的BDM调试引脚信号，这些信号的定义如附表所示。收稿日期：2009—10—10作者简介：聂章龙(1974一)，男，讲师，主要研究方向为嵌入式系统、智能控制。万方数据第1期聂章龙：ColdFire系列微处理器背景调试模式设计2l附表ColdFire调试模块信号信号功能描述串行时钟内部同步输入，对串行通信端口的数据进行传送计数，最大的工作频率是PST-(DSCLK)CLK的1／5，在DSCLK的同步上升沿DSI上的数据输入被采样，DSO改变状态串行输入(DSI)

6、内部同步输入，提供串行通信端口对调试模块的数据输入串行输出(DSO)为调试模块响应提供串行输出通信中断请求输入信号．在当前指令执行完后，处理器进入停机状态，停机状态在断点(BKPT)PsT[3：0]上对应的值是OxOF处理器状态时钟处理器状态时钟信号，它指示外部开发系统采样PST和DDATA信号的时刻(PSTCLK)调试数据默认情况下，这些输出信号表明了寄存器断点状态，也可以表示获取的地址和操作数，对数据的获取是由CSR控制的，另外，执行WDDATA指令将获取DDA—(DDATAE3：0])TA上的操作数，这些信号在处理器的每个时钟周期会被

7、刷新处理器状态报告处理器状态的输出信号，它指示了处理器的当前状态，但与当前的总线传(Ps，r[3：0])输无关，PST的值也是在每个处理器时钟』刮期被刷新调试系统主要由3部分组成，如图1所示。要调试的嵌入式系统硬件经BDM调试头与计算机的并口相连，PC方的调试软件通过BDM调试头驱动程序提供的编程接口，可以实现对目标系统的调试。图1BDM调试系统组成框图BDM调试头的作用是完成并口与BDM调试端口之间操作时序、操作逻辑及电压的转换。BDM驱动程序完成宿主机与待开发的嵌入式系统的通信过程处理，如合成一定格式的数据包、解释接收到的应答数据或者微

8、处理器的状态数据等。BDM调试软件则是功能软件，完成对Flash、SDRAM或CPU内部寄存器的读写及程序执行流程控制等功能。2BDM的调试原理分析调试模块用两个输入(DSCLK