ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2025
Просмотров: 763
Скачиваний: 0
Инструмент µVision2 Cx51 Target Debugger
В µVision2 DebuggerдляCx51интерфейс к отлаживаемому устройству осуществляется через драйверыAdvanced Generic Debugger Interface (AGDI). На сегодняшний день существуют следующие драйверы:
Monitor-51 - конфигурируемый монитор для отлаживаемого устройства, который прошивается в ROM устройства (поставляется со многими оценочными платами);
Monitor-390 - конфигурируемый монитор для Dallas contiguous mode;
ISD51 - внутрисхемный отладчик для стандартных МК 8051;
EPM900 - эмулятор/программатор для Philips LPC900;
SmartMX DBox - эмулятор для Philips Smartcards;
Некоторые из МК подключаются к µVision2 Debugger также с помощью драйверов AGDI: ChipCon CC1010, Cygnal 51Fxxx, Cypress USB, Infineon SLE66, SST FlashFlex51, Triscend E5;
Драйверы µVision2 AGDIдоступны также для многих эмуляторов.
Раздел «Breakpoints»
µVision2 предлагает широкие возможности по заданию простых и условных точек останова. Условием останова может быть или результат выражения или операция обращения к ячейке памяти/ переменной (чтение, запись, доступ). Для редактирования и просмотра параметров контрольных точек служит окно Breakpoint. Точки останова могут остановить исполнение программы или запустить команду или сценарий отладчика.
Раздел «Debug Function Scripts»
Для автоматизации типовых операций, выполняемых при отладке, могут быть созданы специальные командные файлы. Для ввода этих команд служит окно Command или окноToolbox. Кроме того µVision2 поддерживает C-подобный функциональный язык, позволяющий генерировать:
Встроенные функции типа printf, memset, randи другие
Сигнальные функции для моделирования аналоговых и цифровых входных/выходных сигналов CPU
Функции пользователя для расширения возможностей команд и повторяющихся операций
Раздел «Variables and Memory»
В распоряжении пользователя находятся окна для просмотра областей памяти Memoryи состояний регистровRegister. С помощью окнаSerial I/Oстановиться возможной наглядная симуляция последовательного ввода/вывода.µVision2предлагает несколько путей для просмотра и изменения переменных и памяти:
Поместить указатель мышки над переменной, чтобы посмотреть ее значение
Использовать окно Watchдля просмотра и изменения локальных и определенных пользователем переменных
Использовать окно Memory для просмотра и редактирования до 4-х массивов памяти.
Функциональные возможности внутрисхемных эмуляторов. Достоинства и недостатки внутрисхемных эмуляторов. Внутрисхемный эмулятор 8-разрядных микроконтроллеров семейства 8051 PICE-51. Программные симуляторы. Платы развития. Отладочные мониторы. Эмуляторы ПЗУ.
Внутрисхемные эмуляторы
Внутрисхемный эмулятор- программно аппаратное средство, способное замещать собой эмулируемый процессор в реальной схеме. Внутрисхемный эмулятор - это наиболее мощное и универсальное отладочное средство. По сути дела, “хороший” внутрисхемный эмулятор делает процесс функционирования отлаживаемого контроллера прозрачным, т.е. легко контролируемым, произвольно управляемым и модифицируемым по воле разработчика.
Функционально внутрисхемные эмуляторы делятся на
стыкуемые с внешней вычислительной машиной (обычно это бывает IBM PC)
функционирующие автономно.
Автономные внутрисхемные эмуляторы имеют индивидуальные вычислительные ресурсы, средства ввода-вывода, не требуют для своей нормальной работы стыковки с какими-либо внешними вычислительными средствами, но за это пользователю приходится расплачиваться либо существенно более высокой ценой, либо пониженными функциональными и сервисными возможностями по сравнению с аналогичными моделями, стыкуемыми с IBM PC.
Обычно, стыковка внутрисхемного эмулятора с отлаживаемой системой производится при помощи эмуляционного кабеля со специальной эмуляционной головкой. Эмуляционная головка вставляется вместо микроконтроллера в отлаживаемую систему. Если микроконтроллер невозможно удалить из отлаживаемой системы, то использование эмулятора возможно, только если этот микроконтроллер имеет отладочный режим, при котором все его выводы находятся в третьем состоянии. В этом случае для подключения эмулятора используют специальный адаптер-клипсу, который подключается непосредственно к выводам эмулируемого микроконтроллера.
Как минимум, эмулятор содержит следующие функциональные блоки:
Отладчик;
Узел эмуляции микроконтроллера;
Эмуляционная память;
Подсистема точек останова.
Более продвинутые модели могут содержать дополнительно:
Процессор точек останова;
Трассировщик;
Профилировщик (анализатор эффектив-ности программного кода);
Таймер реального времени;
Программно-аппаратные средства, обеспечивающие возможность чтения и модификации ресурсов эмулируемого процессора “на лету”, т.е. в процессе выполнения программы пользователя в реальном времени;
Программно-аппаратные средства, обеспечивающие синхронное управление, необходимое для эмуляции в мультипроцессорных системах;
Интегрированную среду разработки.
Некоторые модели внутрисхемных эмуляторов могут предоставлять пользователям и другие дополнительные возможности. Среди них отметим одну, хотя и достаточно специфическую, но в ряде случаев имеющую принципиальное значение: возможность построения многоэмуляторных комплексов, необходимых для отладки мультипроцессорных систем. Отличительной особенностью такого комплекса является возможность синхронного управления (с одного компьютера) несколькими эмуляторами.
В общем случае, различные модели внутрисхемных эмуляторов могут предоставлять пользователю возможности по контролю и управлению функционированием отлаживаемых устройств с разного рода ограничениями. Например, это может быть некорректное обрабатывание прерываний в пошаговом режиме, или запрет на использование последовательного порта и т.п.. Также необходимо помнить, что каждая реальная модель эмулятора имеет свой набор поддерживаемых компиляторов. Некоторые фирмы-производители эмуляторов сознательно идут на ограничение количества поддерживаемых компиляторов, в первую очередь это характерно для западных производителей. В этих случаях эмулятор умеет пользоваться только одним символьным форматом.
Конечно, столь широкий набор функциональных возможностей делает внутрисхемные эмуляторы наиболее мощным и универсальным средством отладки.
Достоинства и недостатки внутрисхемных эмуляторов.
К достоинствамвнутрисхемных эмуляторов следует отнести
широкий набор функциональных возможностей, что делает внутрисхемные эмуляторы наиболее мощным и универсальным средством отладки;
работу внутрисхемного эмулятора в реальной схеме электронного блока, в котором предполагается робота микроконтроллера или ЦПОС;
большую гибкость моделирования временных и электрических характеристик микроконтроллера, что связано с преимущественно программным методом их моделирования
Однако внутрисхемные эмуляторы имеют и недостатки. Основным из них является трудность программного моделирования электрических сигналов на выводах микроконтроллера в реальном масштабе времени. Для адекватного моделирования быстродействие моделирующего процессора или компьютера должно быть существенно выше, чем эмулируемого микроконтроллера, что достижимо далеко не всегда, особенно в случае эмуляции современных высокопроизводительных ЦПОС и микроконтроллеров.
Кроме того, даже в случае работы в замедленном масштабе времени, различные модели внутрисхемных эмуляторов могут иметь разного рода ограничения по контролю и управлению функционированием отлаживаемых устройств, что связано с трудностью их моделирования. Например, это может быть некорректное обрабатывание прерываний в пошаговом режиме, или запрет на использование последовательного порта и т.п..
Внутрисхемный эмулятор PICE-51
PICE-51 — эмулятор нового поколения, созданный с применением передовых технологий разработки аппаратуры и программного обеспечения.
Применение программируемых матриц большой ёмкости позволило резко сократить размеры эмулятора без какого-либо ущерба его функциональным возможностям, минимизировать отклонения электрических и частотных характеристик эмулятора от характеристик эмулируемого процессора и, тем самым, добиться максимальной точности эмуляции на частотах до 30 МГц при напряжениях питания от 3,3 В до 5 В.
Перезагружаемая аппаратная структура эмулятора обеспечивает эмуляцию практически всех микроконтроллеров семейства 8051 как отечественного производства, так и фирм Intel,Philips,Siemens,Atmel,Dallas,Temic,OKI,AMD,MHSи других.
Мощный программный интерфейс в среде Windows, представляет собой интегрированную среду разработки, поддерживающую все этапы разработки программного обеспечения от написания исходного текста программы до её компиляции и отладки. Программа поддержки эмулятора ориентирована на отладку программ на языке высокого уровня по исходному тексту.
Эмулятор состоит из основной платы размером 80 х 76 мм, сменного адаптера под конкретный процессор и сменной эмуляционной головки под конкретный тип корпуса. На основной плате реализованы: трассировщик и процессор точек останова. Плата сменного адаптера содержит эмулирующий процессор под конкретный тип микроконтроллера. Эмуляционные головки обеспечивают установку эмулятора в колодки DIPиPLCCна плате пользователя. Питание эмулятора осуществляется от блока питания +5 В; 0,5 А или непосредственно от отлаживаемого устройства. Связь с компьютером обеспечивается по гальванически развязанному каналуRS-232Cна скорости 115 Кбод.
PICE-51 – основная плата
POD-51-XX – сменная эмуляционная головка
ADP-51-XX – сменный адаптер под конкретный процессор
Эмулируемые микроконтроллеры:
Intel8031, 80C31, 8032, 80С32, 8051, 80С51, 8052, 8хС52, 8хС54, 8хС58, 80C152JA/JB/JC/JD, 8xL/C51FA/FB/FC, 8xC51RA/RB/RC, 80C51GB;
Philips8031, 8051, 80С31, 80С32, 8хС51, 8хС52/54/58, 8хС51FA/FB/FC; 8xC51RA+/RB+/RC+/RD+, 80CL410, 80С552, 80С562, 8ХС550, 8ХС652, 8ХС654, 8ХС528, 8ХС524, 8ХС575, 8ХС576, 80С851, 89С535, 89С536, 89С538;
Atmel89С51, 89С52, 89С55, 89С2051, 89С1051, 89S8252, 89S53 (последние два - только с внешней памятью программ);
SiemensSAB501/502/504/505/511/513
Dallas Semiconductor 80C310, 8ХС520, 8ХС530; MHS 80C31, 80C51, 80C32, 80C52, 80C154; OW80C31, 80C51, 80C154;
AMD80C31, 80C51, 80C52;
и другие микроконтроллеры семейства 8051.
Характеристики аппаратуры
Точная эмуляция — отсутствие каких-либо ограничений на использование программой пользователя ресурсов микроконтроллера.
До 256К эмулируемой памяти программ и данных. Поддержка банкированной модели памяти. Распределение памяти между эмулятором и устройством пользователя с точностью до 1-го байта.
До 512К аппаратных точек останова по доступу к памяти программ и данных.
Аппаратная поддержка для отладки программ на языках высокого уровня.
Трассировка 8 произвольных внешних сигналов.
4 выхода синхронизации аппаратуры пользователя.
Трассировщик реального времени с буфером объёмом от 16К до 64К фреймов по 64 бита с доступом «на лету». Трассировка адреса, данных, сигналов управления, таймера реального времени и 8-ми внешних сигналов пользователя.
Программируемый фильтр трассировки.
Аппаратный процессор точек останова с возможностью задания сложного условия останова эмуляции по комбинации сигналов адреса, данных, управления, 8-ми внешних сигналов, таймера реального времени, счётчиков событий и таймера задержки.
Четыре комплексных точки останова, которые могут быть использованы независимо или в комбинациях по условиям AND/OR/IF-THEN.
48-разрядный таймер реального времени.
Прозрачная эмуляция — доступ «на лету» к эмулируемой памяти, точкам останова, процессору точек останова, буферу трассировки, таймеру реального времени.
Управляемый генератор тактовой частоты для эмулируемого процессора. Возможность плавного изменения тактовой частоты от 500 кГц до 40 МГц.
Гальванически развязанный от компьютера канал связи RS-232Cсо скоростью обмена 115 Кбод.
Встроенная система самодиагностики аппаратуры эмулятора.
Тактовая частота базового варианта 28 МГц. С быстрой матрицей — 40 МГц.
Поддержка низковольтовых микроконтроллеров с напряжениями питания от 3,3 В до 5 В.
Двухпортовая память, обеспечивающая доступ «на лету» к памяти программ, внешней памяти данных, точкам останова, трассировщику, процессору точек останова.
Установка карты памяти с точностью до 1 байта.
Программируемый генератор тактовой частоты эмулируемого процессора.
Более точная и надёжная эмуляция — отсутствие кабелей и шлейфов, снижающих надёжность работы и вносящих отклонения в электрические и временные характеристики процессора.
Возможность поддержки микроконтроллеров, отличающихся от стандартного 51-го по циклу шины (Dallas320/520)
Более точная эмуляция процессоров 87C51FX/RX+ в режиме внутренней памяти программ при обращении к внешней памяти данных командамиMOVXA,@Rx,MOVX@Rx,A
Обновление версий эмулятора только заменой программного обеспечения — возможность обновления через web-сервер.
Отсутствие конфигурационных перемычек — все установки аппаратных конфигураций осуществляются через программу поддержки