|
嵌入式系統交叉調試方法一般分為兩種，一種是基于JTAG的片上調試方法，一種是基于調試代理的遠程調試方法。 JTAG是一種國際標準芯片測試協(xié)議，目前大多數CPU體系都支持JTAG�；�JTAG的片上調試方法最突出的代表就是JLink調試器，其定義了一個(gè)軟件調試層面的RDI接口標準，然后JLink調試器將調試環(huán)境軟件（IAR、KEIL等）發(fā)出的RDI接口轉化為JTAG命令，對芯片進(jìn)行調試。該方法多適用于嵌入式系統底層驅動(dòng)調試、裸系統調試和單應用調試。 file:///C:\Users\郭曉娟\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsC5E6.tmp.png 基于調試代理的遠程調試方法是在目標機上運行一個(gè)調試代理程序，與宿主機的調試器進(jìn)行通信交互，一起配合完成調試的任務(wù)。該方法主要使用軟件陷入來(lái)模擬斷點(diǎn)以接管CPU來(lái)完成調試。GDB遠程調試是主要代表，其提供兩種方式。一種是gdbserver，其能在目標機的系統上獨立運行，用于調試有操作系統的應用程序；另一種是stub，其和嵌入式系統程序一起鏈接運行，一般用于調試系統程序。Gdbserver比較容易，但需要操作系統支持；stub調試比較難，需要針對具體的芯片體系進(jìn)行移植。兩者的工作原理是相似的。GDB調試基于串口協(xié)議或者TCP/IP協(xié)議。由于調試代理、串口驅動(dòng)或者TCP/IP驅動(dòng)需要占用大量的內存空間，因此該方法一般用于內存資源比較豐富的嵌入式系統的調試。 file:///C:\Users\郭曉娟\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsC5F7.tmp.png 嵌入式系統一般分資源寬裕型系統和資源緊缺型系統，前者CPU處理能力強、內存資源豐富（一般在M字節級以上），如能支持Linux內核運行的嵌入式系統，而其一般都是選用基于調試代理的遠程調試方法來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)；而后者的CPU處理能力一般、內存資源有限（一般在100K字節以下），多見(jiàn)于單片機控制器類(lèi)成本敏感的消費類(lèi)電子系統，系統程序難以和stub程序一起在內存中運行，因此難以選擇基于調試代理的遠程調試方法來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而是選擇基于JTAG的片上調試方法或者直接串口打印的方式來(lái)進(jìn)行調試。但是，在資源緊缺型嵌入式系統上，針對帶操作系統（如基于UCOS內核、FreeRTOS內核）的應用程序進(jìn)行調試，基于JTAG的片上調試方法也是難以勝任的�？紤]以下類(lèi)型的嵌入式系統： 帶嵌入式操作系統的電子產(chǎn)品往往都具有多個(gè)應用，例如一些帶LCD平的音頻播放器，它除了有音樂(lè )應用，也有圖片應用、FM應用、電子書(shū)應用等等，同時(shí)還可以充當一個(gè)U盤(pán)進(jìn)行文件拷貝。該系統同時(shí)可能運行一到兩個(gè)應用，例如聽(tīng)音樂(lè )看電子書(shū)，而其他應用則不能同時(shí)運行。嵌入式系統學(xué)習加意義氣嗚嗚吧久零就易，這些應用程序和操作系統、UI資源文件、配置文件都是存在于外存（如nand flash或者nor flash）的固件區，對使用用戶(hù)不可見(jiàn)；而音樂(lè )文件、電子書(shū)等則是存在于外存的用戶(hù)區，對使用用戶(hù)可見(jiàn)。從中可看成，各個(gè)應用程序是分時(shí)復用寶貴的內存資源。由于成本敏感，內存資源的大小是經(jīng)過(guò)精心設計的。對于單個(gè)應用程序，也會(huì )將代碼分為常駐內存類(lèi)型和可切換類(lèi)型。例如，對性能影響比較大的解碼部分代碼就需要常駐內存，而選擇文件相關(guān)的代碼則可以在需要時(shí)才加載到內存。同時(shí)，使用固化一部分內核的代碼，就能做到以100K左右的內存來(lái)支撐整個(gè)系統的運行。應用程序在非運行狀態(tài)時(shí)存儲在外存中，在應用運行時(shí)才會(huì )被操作系統加載到內存中，同時(shí)對可切換類(lèi)型的代碼進(jìn)行調度切換。 如果要調試這種帶操作系統類(lèi)型的應用程序，由于內存的原因，依然不能選擇基于調試代理的遠程調試方法，而選擇基于JTAG的片上調試方法會(huì )遇到以下問(wèn)題： 由于沒(méi)有STUB在目標機運行，所以基于JTAG的片上調試方法只能通過(guò)JTAG協(xié)議接口來(lái)對內存進(jìn)行讀寫(xiě)。而上述應用程序包括常駐代碼和可切換類(lèi)型代碼，在未運行時(shí)需要存儲到外存中，在需要的時(shí)候才能由定制的操作系統加載到內存中。很明顯，JTAG接口無(wú)法將代碼寫(xiě)到外存中去。因此，需要通過(guò)其他的手段將固件（包括操作系統、所有的應用程序、UI資源文件、配置文件）燒寫(xiě)到固件區，才能使用基于JTAG的片上調試方法進(jìn)行調試。即不使用該方法的程序下載功能，而是使用讀內存、設置斷點(diǎn)等功能。 因此，調試這種帶操作系統類(lèi)型的應用程序一般的流程如下： 1） 調試過(guò)程中遇到問(wèn)題，停止調試，修改好，編譯鏈接該應用程序。 2） 打包固件，將操作系統、所有的應用程序、UI資源文件、配置文件等打包成一個(gè)固件。 3） 燒寫(xiě)固件，一般使用USB量產(chǎn)工具，或者直接的外存燒寫(xiě)工具。 4） 啟動(dòng)系統，并運行到該程序，進(jìn)入調試狀態(tài)。 這種調試方式最大的問(wèn)題就是效率很低，因為每次修改程序，都要重新打包整個(gè)固件，一般要耗費10分鐘以上，同時(shí)，還要重新燒寫(xiě)整個(gè)固件，燒寫(xiě)前還要先擦除外存，這里也要耗費不少時(shí)間。另外，由于燒寫(xiě)固件和JTAG調試是兩套不同的工具，板子上電到連接工具也需要消耗不少時(shí)間。 |
