一种CPU芯片硬件验证调试平台的设计与实现

给出了CPU芯片硬件验证调试平台的一种具体设计方案．该验证调试平台在设计方法上采用了程序性在线测试方法．该平台构建了CPU芯片的运行环境，能够控制CPU芯片输入脉冲单拍／多拍或连续运行，并且在CPU芯片的运行过程中可以监测CPU芯片内部寄存器的内容．该平台的实现不仅有益于CPU芯片的设计和调试，而且能够作为CPU芯片设计教学系统以及嵌入式系统开发平台．     

轻量级嵌入式软件动态二进制插桩算法

软件二进制插桩是软件性能分析、漏洞挖掘、质量评价领域的关键技术。在嵌入式环境下,传统动态插桩算法受到无操作系统、CPU架构复杂、内存资源紧张等局限,难以展开工作。文章以软件动态二进制插桩算法为研究目的,通过静态特征分析和动态跟踪算法,引入图论算法对固件中的二进制进行分析,提出了嵌入式设备远程调试协议,实现了对软件运行时信息的获取。与传统方案相比,文章所想方案解决了现有工具对源码、操作系统或CPU架构的依赖,同时显著降低了内存和运算资源的占用率,可以有效解决嵌入式设备的动态插桩问题。     

一种嵌入式硬件辅助调试机制研究与实现

某自主指令架构系列芯片（简称为GCXP）主要使用基于扫描链重用的硬件调试机制,与主流商用嵌入式芯片产品相比,该硬件调制机制安全性较低且不具备用户交互、程序下载等功能,同时缺乏嵌入式调试软件生态,不利于嵌入式产品的推广与应用。参考ARM CoreSight、RISCV Debug SPEC及SiFive开源芯片Debug Module的实现细节,结合GCXP特权架构,提出一种软硬件协同的调试中断陷入机制。使用自主特权架构中的特权程序替代部分调试中断硬件逻辑,使得在调试模块设计时无需进行CPU协同修改以及操作系统软件接口和上位机调试软件的二次开发,从而避免CPU硬件逻辑修改后大量的验证工作,同时无缝兼容历史CPU IP。分析结果表明,该中断陷入机制与RISCV Debug SPEC协议能够实现良好的协同,可以与SiFive参考开源调试模块协同工作,支持主流交互式调试软件及硬件工具,且调试模块的代码及功能覆盖率都能达到100%,可以满足流片需求。     

产业信息

Imagination Technologies和微处理器开发工具供应商 Lauterbach 宣布，两家公司已开始合作使 Lauterbach广受欢迎的 T RACE32工具能够更轻松地为 M IPS 异构CPU 系统或结合 MIPS CPU 与 ARM CPU 的系统进行调试。Lauterbach 将在即全球嵌入式大会（Embedded World Conference and Exhibition）上展示了这套解决方案。Lauterbach的 T RACE32是一套模块化微处理器开发工具，可为嵌入式设计提供整合调试环境。 T RACE32现可支持多款 M IPS Release 6 CPU ，其中包括新的 M 级M 6250，这是首款采用灵活的片上 C P U 调试架构--MIPS On‐Chip Instrumentation （MIPS OCI）开发的嵌入式 M IPS CPU。厂商可利用 M IPS OCI 来确保在高度集成的异构SoC调试过程中将风险与冲击降至最低。     

Lauterbach TRACE32工具简化MIPS和ARM CPU结合设计的调试

Imagination Technologies和微处理器开发工具供应商Lauterbach宣布,两家公司已开始合作使Lauterbach广受欢迎的TRACE32工具能够更轻松地为MIPS异构CPU系统或结合MIPS CPU与ARM CPU的系统进行调试。Lauterbach将在即全球嵌入式大会(Embedded World Conference and Exhibition)上展示了这套解决方案。Lauterbach的TRACE32是一套模块化微处理器开发工具,可为嵌入式设计提供整合调试环境。TRACE32     

基于WinCE 6.0嵌入式工业控制系统开发

工业控制系统是自动化和智能设备中非常重要的组成部分。相对其它控制系统,嵌入式控制系统能满足设备对能耗、可靠性和使用环境的特殊要求。通过与其它的嵌入式系统对比,基于WinCE 6.0嵌入式系统的开发能降低开发难度及缩短开发周期。基于WinCE 6.0嵌入式系统开发包含了CPU架构及嵌入式主板的选择,内核开发和下载,SDK生成和系统的下载。详细地说明了基于WinCE 6.0嵌入式系统开发中其它关键点:MFC库文件添加,硬件驱动和串口通信支持,开发与调试环境设置。     

嵌入式处理器调试系统的设计考虑

调试系统是嵌入式处理器中不可或缺的功能模块之一,分析了常规的Angel调试系统和嵌入式ICE调试系统设计思想的优缺点,提出了协处理器映射和采用Mini I-Cache技术的嵌入式处理器调试系统,阐述了该系统的设计思想和实现,剖析了设计的新颖之处。性能评测表明,新的调试系统能够显著地提高嵌入式处理器的调试性能。     

龙芯-1号CPU的网络计算机硬件系统设计及实现

介绍了基于国产芯片的网络计算机硬件系统设计及实现。该网络计算机采用我国第一款通用32位MIPS指令集CPU——龙芯-1号CPU,硬件系统架构为CPU加上南北桥,在主板上直接集成显卡、网卡和声卡等设备,能够稳定运行嵌入式Linux操作系统,可以作为Windows终端或Linux终端来运行各种应用程序。     

窥探嵌入式系统内部,早一步掌握设计状态

嵌入式软件开发人员非常熟悉使用代码编辑器、编译器、链接器、调试器以及评估板.大多数情况下,这些工具是开发和调试嵌入式系统所需的全部工具.但是当你想要验证运动控制、过程控制、化学过程、飞行系统等动态系统的运行时,该怎么办?现代的处理器具有专门的调试硬件,允许工具在目标运行时显示或更改内存位置.我们来探讨如何使用这样的调试硬件帮助你在CPU干预很少或没有且目标在运行的情况下,实现嵌入式系统状态的可视化.     

面向嵌入式系统的Agent动态迁移技术研究

该文建立了对于.net CF嵌入式平台的Agent动态迁移架构。基于.NET的反射机制和通讯机制,结合SOAP协议,探讨了.netCF嵌入式平台的Agent动态迁移架构相关的技术、流程以及实现,解决了嵌入式系统下复杂工位信息动态部署的问题。     

异步软总线在嵌入式开发环境中的应用

根据嵌入式软件集成开发环境中各个工具模块的集成、通信与功能交互的要求,提出一种基于异步通信机制的软总线通信框架,阐述其设计与实现原理.通过典型功能的运行机制,说明总线内部的工作流程.结合国产嵌入式软件集成开发环境给出远程调试工具、动态加卸载工具、系统监视/诊断工具的应用实例,结果证明,该软总线适用于嵌入式软件开发工具的...     

嵌入式应用的远程调试

介绍了一种嵌入式应用远程调试的方法，通过软件接管目标系统的全部异常处理和部分中断处理，在被调试的应用中加入了调试代理(Debugging Agent)负责与宿主机进行调试交互，很好地完成了嵌入式应用的远程调试。     

USB设备端驱动的研究及在GDB远程调试中的应用*

在嵌入式Linux软件开发中,可以通过宿主机GDB(GNU debugger)加目标机GDBserver的方式对嵌入式软件进行远程调试,GDB和GDBserver通过RSP(remote serial protocol)协议进行通信,这种方式可以显著提高开发效率;目前宿主机和目标机之间支持串口或网口方式建立连接,暂不支持USB(universal serial bus)接口。介绍了USB的相关概念及GDB远程调试原理,通过分析当前存在的调试模型,利用Linux设备端Gadget功能驱动实现了USB+GDB+GDBserver的远程调试模型。该模型弥补了现有模型的不足,USB接口的日益普及使得该模型在实际开发中带来了极大的便利。     

智能轨迹引导控制器的参数自整定及其应用

PID控制器不仅难以满足多种工况需求而且参数整定困难,控制效果也不尽如人意。所以在经典PID的基础上引入自抗扰控制器的"引导"思想即在PID框架中引入"合理的过渡过程"设计了智能轨迹导引控制器(Intelligent Track Guiding Controller)。主要研究了ITGC的参数自整定以及其在温度控制系统中的应用。温控实验结果表明,通过一次参数自整定,ITGC即可以较好地实现温控目标,无需反复的人工调试,在很大程度上节省了时间与精力。     

基于嵌入式逻辑分析仪SignalTapⅡ的系统调试技术研究

首先介绍了嵌入式逻辑分析仪SignalTapⅡ的基本原理和操作流程,并结合实例详细说明了SignalTapⅡ在系统调试过程中的应用。使用SignalTapⅡ对系统进行调试,解决了器件管脚不够或不方便外挂测试工具等软硬件调试的困难,避开了电路板测试时连接器引起的信号完整性问题。实验结果表明,该方法大大减少了系统调试、验证时间,缩短了设计周期,提高了系统设计的灵活性。     

Mathematical modeling of software reliability testing with imperfect debugging

Software reliability testing is concerned with the quantitative relationship between software testing and software reliability. Our previous work develops a mathematically rigorous modeling framework for software reliability testing. However the modeling framework is confined to the case of perfect debugging, where detected defects are removed without introducing new defects. In this paper the modeling framework is extended to the case of imperfect debugging and two models are proposed. In the first model it is assumed that debugging is imperfect and may make the number of remaining defects reduce by one, remain intact, or increase by one. In the second model it is assumed that when the number of remaining defects reaches the upper bound, the probability that the number of remaining defects is increased by one by debugging is zero. The expected behaviors of the cumulative number of observed failures and the number of remaining defects in the first model show that the software testing process may induce a linear or nonlinear dynamic system, depending on the relationship between the probability of debugging introducing a new defect and that of debugging removing a detected defect. The second-order behaviors of the first model also show that in the case of imperfect debugging, although there may be unbiased estimator for the initial number of defects remaining in the software under test, the cumulative number of observed failures and the current number of remaining defects are not sufficient for precisely estimating the initial number of remaining defects. This is because the variance of the unbiased estimator approaches a non-zero constant as the software testing process proceeds. This may be treated as an intrinsic principle of uncertainty for software testing. The expected behaviors of the cumulative number of observed failures and the number of remaining defects in the second model show that the software testing process may induce a nonlinear dynamic system. However theoretical analysis and simulation results show that, if defects are more often removed from than introduced into the software under test, the expected behaviors of the two models tend to coincide with each other as the upper bound of the number of remaining defects approaches infinity.     

Monitoring nonstationary and dynamic trends for practical process fault diagnosis

This article introduces a revised common trend framework to monitor nonstationary and dynamic trends in industrial processes and shows needs for each improvement on the basis of three application studies. These improvements relate to (i) the extension of the common trend framework to include sets that contain stationary and nonstationary variables, (ii) handling cases where residuals are not drawn from multivariate normal distributions and (iii) the application of the framework to larger variable sets. Existing work does not adequately address these practically important issues. Industrial application studies highlight the needs for (i) the extended framework to model data sets containing stationary and nonstationary variables, (ii) handling statistics that are not based on normally distributed residuals and (iii) the use of Chigira procedure to robustly extract common trends. The extended framework is compared to traditional approaches.     

通用嵌入式系统全系统模拟器模型

论文介绍了一种有效的针对嵌入式模拟器模拟的框架模型Wukong,Wukong采用了组件的方式,支持多种不同体系结构的嵌入式CPU和丰富的外围设备。Wukong也提供了远程调试和运行时Profiling的接口,来帮助OS开发者和体系结构设计者。Wukong能运行当前主流的嵌入式OS,包括uCosII,uCLinux,ARMLinx。论文将主要描述Wukong的整个框架设计和实现。     

SPARC平台模拟器源码级调试系统的研究与实现

软件模拟器采用软件思想模拟真实硬件工作情况,作为嵌入式系统研究的基础研发工具,被广泛应用于体系结构设计调优、软硬件协同设计领域。研究提出一种在SPARC指令集模拟器平台上实现源码级调试系统的方法,一方面该方法使用SPARC交叉调试器对运行于SPARC指令集模拟器上的应用程序进行源码级调试,有效避免了单独实现源码级调试器所带来的调试信息解析困难、可靠性难以验证的弊端;另一方面提出了在集成开发环境下源码级调试系统的高效集成机制,有效解决了进程间切换延时开销大、界面僵死等问题,为SPARC平台嵌入式系统开发人员提供了一种支持图形化界面的高可靠性源码级调试系统。通过具体实现分析,对整个调试系统进行了性能评估。