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1、嵌入式系统硬件调试方法的研究与设计总第43卷第484期2006年第4期电测与仪表EleccalMeasurement&InstrumentationVo1.43No.484Apr.2006嵌入式系统硬件调试方法的研究与设计宰职燕,蒋存波,徐健,吕鑫,李耀奇(桂林工学院电子与计算机系,广西桂林541004)摘要:针对嵌入式系统开发过程中的硬件调试环节,制作简易调试工具,通过模拟CPU控制信号及工作时序的静态调试方法,对开发系统电路组件进行快速全面的测试,及时给出系统硬件故障的定位.关键词:嵌入式系统;硬件调试;静态调试;时序信号中图分类号:TP306文献标识码:
2、B文章编号:1oo1—1390(2006)04—0049—03ResearchandDesignonaHardwareDebugMethodfortheEmbeddedSystemZHIYan,JIANGCun-bo,XUjian,LVXin,LIYao-qi(DepartmentofElectronicsandComputer,GuilinUniversityofTechnology,Guilin541004,Guangxi,China)Abstract:Introduceastaticdebugmethodforhardwareoftheembeddedsyste
3、m.ItsimulatestheCPUcontrolsignalsandschedulingbyfacilitytexttoo1.Thesystemlccircuitisfastandroundlytested.Andthefaultofthesystemichardwareisfoundedtimely.Keywords:embeddedsystem;hardwaredebug;staticdebug;schedulingsignal0引言嵌入式系统是面向应用的专用计算机系统,当前已渗透到了人类生活,工作的每一个角落.随着应用领域的扩展,功能要求的提高,其软硬件组成
4、变得日趋复杂.嵌入式系统的硬件调试是嵌入式系统开发的基础,对于工业化大批量生产过程,可以设计专用的调试仪器,但对于研制阶段或实验室的小批量生产,硬件调试是一件比较困难的工作.本文针对嵌入式系统开发过程的特点,给出了一种经济,简单,有效的测试方法.图1嵌入式系统硬件框图?广西区科技攻关项目(挂科攻0235009-5,挂科攻033005-12)1嵌入式系统的硬件特点殛调试方法1.1嵌入式系统的硬件特点嵌入式系统以嵌入式微控制器为核心,还可能包含锁存器,译码器,存储器以及键盘,显示接口和通信接口等,有些系统还会包含模拟信号处理电路,例如放大器,滤波器,A/D接13和D/A接
5、口等.一个嵌入式系统的结构如图1所示.模拟电路有成熟的调试方法和仪器,在这里我们仅讨论数字电路部分,包括与数字信号相关的电路,例如AID接口和D/A接13等电路的调试方法.1.2嵌入式系统的硬件调试方法嵌入式系统通过微控制器产生所需要的控制信号,控制整个系统完成特定的功能操作.这些信号反映到微控制器的外部引脚上,实际上就是CPU外部引脚的时序信号.只要我们能模仿CPU产生特定的时序控制信号,就可以在不依赖微控制器程序运行的情况下,独立对系统的硬件进行调试.当前有许多单片机的仿真器可供选用,但它们都有一个共同的缺点就是不能进行单时钟信号的调试,仅能指令级调试.在多款嵌入
6、式系统的开发过程中,使用时均感到对系统硬件故障的定位还有一定困难,因此,笔者通过模一49—总第43卷第484期2OO6年第4期电测与仪表ElectrlcalMeasurement&InstrumentationVo1.43No.484Apr.2006仿CPU产生其时序信号,可方便的进行系统硬件的vcc调试及故障定位.下面仅以当前各工业控制领域广泛使用的MCS一51系列微控制器构成的嵌入式系统调试为例,说明调试方法及应用过程.1.3MCS一51的时序MCs一5l的程序存储器操作见图2,读程序时序见a段,数据存储器写时序见b段,读时序见C段.ALEJ～1丽r_]_
7、r.WR-～RD厂]————]一]厂～广]——■————]]广P2二=>面)<二二面X]::PO;abc图2系统运行时的CPU工作时序读程序存储器的CPU时序:首先ALE地址锁存信号有效,将P0口送出地址A0~A7进行锁存,而P2口送出的A8~AI5一直有效,随后当PSEN信号有效时,将指令操作码读出,并由P0口进入CPU内部,读程序指令完成;读外部数据:首先经Po和P2口送出外部数据存储器单元地址,ALE有效信号产生,锁存A0~A7,随后当RD有效时,将A0～AI5所决定的外部RAM单元的数据读出,经P0口进入CPU;与读外部数据时序相
