基于usb的交叉调试器的开发与设计new

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1、万方数据118福建电脑2009年第7期基于USB的交叉调试器的开发与设计高阳，达力，周剑扬(厦fl大spot&科学与技术学院福建厦门361005)【摘要】：软件调试是软件开发过程中的一个重要环节，对于嵌入式系统开发来说，调试器尤为重要。本文在研究GDB嵌入式交叉调试器和LEON3处理器的体系构架的基础上．给出了一种基于LEON3处理嚣内王USB接口的交又调试器的开发和实现方法，该设计实现了GDB能通过USB接口迅速下栽程序到目标机并进行调试的功能，加快了调试速度，并使得开发更加方便．缩短了开发周期

2、。【关键词】：交叉调试器USBDCLARCDSU嵌入式1．引言在嵌入式系统软件开发过程中．为了缩短嵌入式软件开发的时问和提高嵌入式软件的质量．对调试器的要求越来越高．交叉调试是嵌入式系统开发中普遍采用的调试方法。目前支持片上调试的处理器类型也越来越多，如ARM，LEON，POWERPC处理器等，调试方式也出现了多样化。如串II，JTAG，网络．USB等。。作者所在的实验室设计完成了LEON系列处理器交叉调试器ARCDSU。在吴志雄发表文章中已经完成了通过串口进行调试的ARCDSU调试器．在戴祖彬发

3、表文章中已经完成了通过网络进行调试的ARCDSU调试器。本文将应用USB2．0通讯技术提供的调试支持．并针对ARCLE0lN3处理器平台给出一种嵌入式交叉调试软件的设计与实现。2．交叉调试系统的总体结构交叉调试系统由主机调试器、目标机上的调试代理、调试协议3大部分组成．其体系结构如图1所示。图中主机调试器主要实现对源文件、目标文件和符号表的访问处理．接收用户输入的调试命令．并根据调试协议封装成调试命令请求包发送给调试代理。同时接收调试代理返回的调试信息，以获取目标程序的当前运行状态。目标机上的调试

4、代理负责根据调试协议接收并解析调试命令。监控目标程序的运行状态，将目标程序状态信息返回主机端。调试协议则规定了调试命令和调试信息的数据格式及通信过程。图l交叉调试系统体系结构此结构的特点是主机端环境为LINUX操作系统．主机调试器采用GDB+ARCDSU的方案，由GDB完成对源文件、目标文件和符号表的访问处理和与用户的交互．由ARCDSU程序封装对交叉调试的支持：调试协议是ARCDSU程序与调试代理程序之间的通信规范．此协议遵循ARCLEON3芯片手册规定的调试过程及步骤。3．调试协议设计3．1总

5、述USBDCL(USBDebugCommunicationLink)为USB2．0和AMBA—AHB之问的连接提供了连接接口．同时还需要一个外部全高速UTMI(UniversalTransceiverMacrocellInterface)与USB相连。它们之间通过一个8位的接口连接。USBDCL是AHB的主设备。它依据USB端口之问协议，提供了读写全部AHB地址空间的通道。USBDCL与UTMI的连接如图2所示。r一一一一一一一一一一一1一u⋯l山U圳I■——●I1．⋯⋯⋯一一．I图2USBDCL

6、与外部唧1的连接3．2操作3．2．1系统概要图2显示了USBDCL的内部结构．这部分筒要地描述各个模块的功能。SNE(TheSpeedNegotiationEngine)通过监听USB连接器上的VBUS来检测连接情况。当检测到电压值稳定在5V时。SNE会等待重置并启动高速协议。当高速协议和重置进程完成后SNE会把速度选择模式通知SIE(SerialInterfaceEngine)。SIE在SNE通知重置进程完成后。sIE就可以启用了。SIE等待包到达后。根据USB2．0规范进行处理。从一个端口接收

7、的数据被储存在BLOCKRAM里的端口缓冲区。AlE从该缓冲区读数据。如果该缓冲区中有从端口O接收的数据。设备请求会被直接处理．而响应情况会存储在1N的端口0。下一个IN令牌一到就会通知负责传送数据到主机的SIE。设备请求不会通过AHB总线来传送。‘，M‘rxx,'A∞TER¨S￡L￡cTSUSPENDMDPuo。EfIo)XCn3日胤R￡SETD^1^H—m'CLKLINE5TATEc，m●IxRE^OYRXV,～,．JORXACTⅣEDA'TAOUTrr铆R．XE．RROR图3USBDCL内部

8、结构框图AHB命令是通过端口1来接收数据．当确定是AHB命令时，AIE会通过AHB总线来传送数据。读命令经由OUT端口l以相同的方式被传送到端口0。写命令同样经由0UT端口l输入。并在总线上立即执行。写命令没有回应。每个端口都有两个缓冲区．每个缓冲区可以储存下载的最大有效负荷的数据包。如果一个包已经被接收或传送．USBDCL会自动改变这两个缓冲区的内容。若以高速模式进行数据包的传送，那么当另外一个缓冲区是空的时候。OUTt阳n柏cti伽会收万方数据2009年第7期福建电脑119到A