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在嵌入式系统开发过程中,调试占有举足轻重的地位,一个高效、强大的调试系统可以大大缩短系统的开发周期,增强产品的市场竞争力。但在系统运行速度快,实时性要求高的32位高端嵌入式应用系统中,如何利用可控的调试手段实现对芯片内部测试与监控一直是ARM调试技术的一个难点。目前,基于JTAG协议标准(IEEE Standard1149.1-Test Access Port and Boundary-Scan Architecture)的在线调试技术仍是ARM嵌入式应用系统调试最有效的方式。
目前ARM嵌入式系统应用开发中典型的调试方式大部分都是基于JTAG协议标准的ARM调试技术。本文在重点研究了JTAG协议标准及其调试原理的基础上,利用Samsung公司的S3C44BOX微处理器的GPIO口成功实现了JTAG标准协议及其对ARM系列处理器的调试。调试功能包括:目标系统的Flash型号检测、单元读写、整片擦除及程序下载,目标系统所有通用寄存器及程序状态寄存器的读写,目标系统CPU IDCODE读取,JTAG复位及目标系统halt。硬件系统中移植的嵌入式uClinux操作系统不仅使整个调试任务的管理变得更加方便、有效,而且为调试系统传输通道向以太网接口或USB接口的发展提供了关键性的技术支持。整个调试系统由嵌入式硬件系统实现,调试性能更加稳定,且具有良好的扩展性,应用前景广阔。
论文首先总体介绍了嵌入式调试技术的发展,阐述了JTAG调试技术在整个ARM嵌入式应用开发中的地位及本课题的意义;
然后结合常用的典型ARM调试方式,依据IEEE1149.1标准重点分析了JTAG调试原理与实现机制,并阐明本调试系统的工作原理;
随后重点剖析了各种调试命令的实现流程,并给出了该调试系统的嵌入式硬件设计及整个调试系统相关软件设计流程;
最后就系统性能测试给出评价,并提出了改进措施及可拓展的方向。