嵌入式系统基础教程第04讲第3章嵌入式调试技术-文档资料.ppt

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1、《嵌入式系统原理与开发》第04讲南京大学计算机系俞建新主讲第3章嵌入式微处理器技术基础本章主要介绍以下内容：嵌入式处理器的调试技术边界扫描测试技术JTAG3.3嵌入式系统调试技术指令集模拟器ROM仿真器实时在线仿真片上调试器与背景调试模式基于Angle的调试方案边界扫描测试技术和JTAG接口概述Nexus调试标准半主机调试方式嵌入式系统调试技术概貌嵌入式计算机调试基本结构主机—目标机结构主机常常是PC平台原因：运算能力相对较弱存储能力和显示能力较小数据吞吐率较小很难在目标程序运行的计算设备上直接进行硬件软件调试。嵌入式系统调试技术概貌8051单

2、片机寻址范围：0000H~FFFFH容量64KB地址长度：16位片内数据存储器为8位地址，所以最大可寻址的范围为256个单元地址DPTR是16位地址指针，寻址范围就可达到64KBkeilC51KeilC51的系统要求主机和目标机之间调试信道主机往往和目标机的体系结构不同。因此，需要有通信转换器对调试信息进行转换。SDT（SoftwareDevelopmentKit，软件开发工具包）介绍ARMSDT包括一套完整的应用软件开发工具*armccARM的C编译器，具有优化功能，兼容于ANSIC（AmericanNationalStandardsInst

3、itute，美国国家标准学会）。*tccTHUMB的C编译器，同样具有优化功能，兼容于ANSIC。*armasm支持ARM和THUMB的汇编器。*armlinkARM连接器，连接一个和多个目标文件，最终生成ELF（executableandlinkableformat）格式的可执行映像文件*armsdARM和THUMB的符号调试器。Keil简介调试程序界面Keil调试界面Keil生成的hex文件（STC-ISP打开）Hex文件和Elf文件都是程序汇编的产物。3.3.1指令集模拟器指令集模拟器ISS，InstructionSetSimulator

4、在一台计算机上模拟另外一台计算机上目标程序（机器指令）运行过程的软件工具有时也叫做软仿真器嵌入式系统开发的不可或缺工具指令集模拟器的结构指令集模拟器是一个纯软件系统内部有一个反映目标处理器硬件的数据结构以时序状态机的方式工作可以根据目标机指令集定义执行目标指令按照实现方法的不同指令集模拟器分为解释型编译型解释型和编译型编译型语言写的程序执行之前，需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，比如exe文件，翻译只做了一次，运行时不需要翻译，像C/C++、Pascal/ObjectPascal（Delphi）等都是编译语言。解释则不同，解

5、释性语言的程序不需要编译，解释性语言每执行一次就要翻译一次，效率比较低，解释是一句一句的翻译，如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python、Ruby、MATLAB等等。指令集模拟器的运行指令集模拟器的操作界面与IDE（IntegratedDevelopment,集成开发环境）类似模仿目标机的取指、译码和执行操作将中间执行结果或者最终执行结果存入目标机映像数据结构调试人员可以观察目标机映像寄存器或者映像存储器的单元，了解目标代码的执行结果调试程序界面指令集模拟器主要用途指令集模拟器主要用在以下几种场合：没有目标机开发

6、板有目标机开发板，但使用目标机开发板成本较高调试的程序模块不需要在实际开发板上执行，例如学习ARM汇编语言程序模块代码的先行调试，以加快调试速度流行的ARM指令集模拟器有两种比较流行的指令集模拟器：ARMulatorSkyEye还有一些研究中的ARM指令集模拟器ARM公司推出的ARMulatorARMulator是业界著名的指令集仿真器运行在PC平台上ARM体系结构的指令集模拟器集成在SDT2.51（软件开发工具包）和ADS1.2（ARMDeveloperSuite，全套的实时开发软件工具）上的插件由四个部分组成：处理器核模型、存储器接口、处理

7、器接口、操作系统接口。指令模拟精度的级别指令模拟精度有三个级别指令级周期级时序（节拍）级ARMulator完全实现了指令级和周期级模拟精度，但是没有完全实现时序级精度。指令集模拟器ARMulator对ARM程序运行进行指令周期数统计的结果快照Armulator的指令周期统计结果说明SkyEye一个ARM体系结构的嵌入式仿真和集成开发环境国内开放源码的自由软件项目运行环境：Linux平台和Windows的Cygwin（cygwin是一个在windows平台上运行的Unix模拟环境）能够仿真的CPU包括：不带MMU（MemoryManagemen

8、tUnit，内存管理单元）的Atmel91x40带MMU的ARM720T等基于ARM7TDMI的内核SkyEye还能够模拟其它一些硬件外设，如串口、网