常见嵌入式微处理器调试技术综述

嵌入式系统调试手段及方法综述摘要：随着手机、MP4、PDA等移动终端的普及，嵌入式系统的应用已经越来越融入人们的生活，嵌入式系统开发设计也逐渐被人们所重视。

调试是任何项目开发过程中必不可少的一部分，在软硬件结合非常紧密的嵌入式系统开发中更是如此。

关键词：嵌入式系统调试方法经验嵌入式系统已经融入到我们的生活，在移动物联网时代即将到来的今天，嵌入式系统的学习显得更加地重要。

对于软硬件项目来说，调试是不可避免的，对于嵌入式系统的开发来说更是如此。

一、根据调试手段来分常见嵌入式调试方法有的有模拟器方式、监控器方式、仿真器方式和在线调试器方式四种，下面逐一给予介绍。

（一）模拟器方式调试工具和待调试的应用软件都在宿主机上运行，通过软件手段模拟目标机的行为，达到程序调试的目的，此为模拟器方式。

简单的模拟器可以通过指令解释方式逐条执行源程序，分配虚拟存储空间和外设，进行语法和逻辑上的调试。

模拟器软件独立于微处理器硬件，一般与编译器集成在同一个环境中，是一种有效的源程序检验和测试工具。

但值得注意的是，模拟器的功能毕竟是以一种处理器模拟另一种处理器的行为，在指令执行时间、中断响应、定时器处理等方面，有时会存在很大的差别。

另外，它也无法实现嵌入式系统在实际运行中的真实状况。

ADS中的ARMulator模拟器就属于此种工具，它可以模拟开发各种ARM嵌入式处理器，具有指令和定时等模拟功能。

（二）监控器方式宿主机和目标机通过某种接口（通常是串口）连接，宿主机上提供调试界面，被调试程序下载到目标机上运行，这种调试方式属于监控器方式。

监控程序是一段运行于目标机上的可执行程序，主要负责监控目标机上被调试程序的运行情况，并在宿主机的控制下，及时反馈目标机的运行信息，与宿主机端的调试器一起完成对应用程序的调试。

监控器方式操作简单易行，功能强大，不需要专门的调试硬件，适用面宽，已广泛应用于多种嵌入式系统的开发之中。

但监控器调试主要用于调试目标机应用程序，不适宜调试目标机操作系统。

嵌入式计算系统调测方法与技术综述嵌入式计算系统是指嵌入到其他系统中的特殊计算机系统，其主要用途是控制或监测其他设备或系统的状态和操作。

嵌入式计算系统调测是其开发过程中必不可少的一环，其作为嵌入式系统稳定、可靠运行的基础，应用广泛。

本文将对嵌入式计算系统调测方法和技术进行综述。

一、调试流程嵌入式计算系统的调试流程可以分为两个阶段：硬件调试和软件调试。

硬件调试主要对硬件部分进行调测，包括电路布线是否正确、元器件是否损坏、信号是否正确等等。

软件调试则是在硬件调试的基础上进行的软件测试和调试。

具体的流程如下：1.硬件调试硬件调试是整个调测工作的第一步，其是系统调试的先决条件。

在硬件调试中主要要完成以下工作：（1）电源调试：电源电压、电源稳定性、电流是否正常等。

（2）外设调试：外部硬件寄存器、独立片选、时钟信号，甚至是包括LCD、键盘、LED等在内的所有外设。

（3）仿真调试：通过仿真器进行电路板的仿真调试、模拟抽样、逻辑分析等操作。

2.软件调试软件调试也被称作系统软件调试，用于验证软件的正确性和可靠性。

软件调试分为四个步骤：（1）软件动态调试：通过调试工具，对系统异常进行捕捉和定位，同时可以进行程序流程跟踪、变量查看等操作。

（2）软件静态调试：主要是对程序源代码进行分析，主要涉及到语法、流程、运算、数据类型、函数调用等方面。

（3）IO端口输出调试：通过io口直接输出程序调试信息，包括调试信息分级、错误信息反馈等。

（4）性能调试：针对整个系统的性能进行调测分析，包括系统启动速度、任务响应时间、系统资源占用等。

二、调试工具在嵌入式计算系统调试过程中，调试工具是不可或缺的。

如何选择合适的工具，可以极大地提高调试工作的效率和准确性。

目前常用的调试工具有以下几种：1.调试器调试器主要用于对程序源代码进行分析调试，可以对程序的变量、表达式、指针、数组等进行查看和修改，还可以对程序进行单步调试、异步断点调试等操作，主要用于软件调试。

嵌入式系统开发与调试技巧总结嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常被嵌入到其他设备或系统中，用于控制和管理设备的硬件和软件。

在嵌入式系统的开发和调试过程中，技巧的运用至关重要，可以帮助开发者更高效地完成任务并解决可能出现的问题。

本文将总结一些常用的嵌入式系统开发与调试技巧，以帮助开发人员更好地理解和应用这些技巧。

1. 硬件设计与调试技巧硬件设计是嵌入式系统开发中的重要环节，其中包括电路设计、PCB 设计等。

在硬件调试过程中，以下技巧可以帮助开发者解决可能出现的问题：- 使用示波器和逻辑分析仪来观察信号和时序，以确保电路工作正常。

- 逐步测试和调试硬件模块，排除故障点。

- 使用仿真软件进行虚拟调试，以验证电路设计的正确性。

2. 软件开发与调试技巧软件开发是嵌入式系统开发中的另一个重要环节。

以下是一些可以帮助开发者提高软件开发和调试效率的技巧：- 使用调试器和调试软件进行开发和调试，如 gdb 调试器。

- 使用断点和监视器来检测和跟踪程序中的错误。

- 使用日志输出来记录程序运行的关键信息，以便调试和分析问题。

- 编写良好的测试用例，覆盖各种场景和边界条件，以确保程序的正确性。

3. 性能优化技巧在嵌入式系统开发中，性能优化是一个很重要的课题。

以下是一些常用的性能优化技巧：- 优化算法和数据结构，减少计算和访问时间。

- 使用硬件加速器和并行处理来提高系统性能。

- 避免不必要的内存分配和释放，以减少内存碎片和提高系统响应速度。

- 特殊情况下，使用汇编语言进行编程，提高程序的执行效率。

4. 故障排除技巧在嵌入式系统的开发与调试过程中，可能会遇到各种各样的问题。

以下是一些常见的故障排除技巧：- 使用调试工具和日志输出，定位和分析问题，并确认故障发生的具体位置。

- 分析模块之间的接口和通信问题，查找可能的故障点。

- 使用远程调试工具和固件更新技术，远程诊断和修复问题。

总结：嵌入式系统开发与调试技巧是嵌入式开发人员必备的知识和技能。

嵌入式微处理器的调试技术【摘要】本文先介绍了数码复合机中嵌入式微处理器Quatro4110的JTAG 接口标准，其次着重分析了TAP（TEST ACCESS PORT）和BOUNDARY-SCAN 架构，最后阐述了引入到数码复合机的Quatro4110嵌入式微处理器的JTAG应用调试技术。

【关键词】嵌入式微处理器；JTAG；TAP；BOUNDARY-SCAN0 引言Docu Centre2058是上海富士施乐有限公司2012年自主开发设计的低速（20ppm）多功能黑白数码复合机。

复合机的主控板上选用了美国卓然（Zoran）公司的Quatro4110嵌入式32位微处理器，这款片上系统级芯片（SOC）集成了ARM9 RISC CPU和Quatro SIMD DSP这两个内核，实现了图象处理和打印一体的功能。

在板级和系统调试时，JTAG调试技术的运用使得测试处理更简单而灵活。

下面先了解一下JTAG。

1 JTAG接口标准1.1 JTAG接口概述JTAG是联合测试行动组织（Joint Test Action Group）的英文单词首字母的缩写，该测试标准已被作为IEEE 1149.1国际标准测试协议。

JTAG的通讯接口实质上是一个带有控制信号的同步串行接口。

JTAG的硬件结构和工作机制，使得通过软件测试集成电路芯片简单而灵活，同时也能测试芯片内部各类宏单元及复杂的PCB。

JTAG接口主要应用于电路边界扫描和可编程芯片的在系统编程。

JTAG编程方式是ISP（In-System Programmable）在线编程。

是将传统生产流程中先对芯片进行预编程再装到板上的方式，简化为先将芯片安装在电路板上，再通过JTAG接口对装有系统程序的FLASH等存储器芯片进行编程，从而大大加快工程进度。

1.2 JTAG 接口的结构JTAG模块主要有：TAP，TAP控制器，指令寄存器，数据寄存器和边界扫描寄存器等。

JTAG接口模块结构如图1所示。

嵌入式系统中异常处理与调试的方法与技巧嵌入式系统的异常处理和调试是系统开发和维护过程中不可或缺的一部分。

由于嵌入式系统的特殊性，异常处理和调试需要采用特定的方法和技巧来确保系统的稳定性和可靠性。

本文将介绍嵌入式系统中常见的异常处理和调试方法，并提供一些实用的技巧，以帮助开发者更好地处理和调试异常情况。

一、异常处理方法1. 异常捕获与处理在嵌入式系统中，异常情况的发生是不可避免的，包括硬件故障、软件错误和外界干扰等情况。

为了保证系统的稳定性和可靠性，需要及时捕获异常情况并进行处理。

常用的异常处理方法包括中断处理、异常处理程序和错误处理。

中断处理是嵌入式系统中常用的异常处理方法之一。

通过中断机制，当发生异常情况时，系统可以及时停止当前的任务，并跳转到相应的中断服务程序中进行处理。

中断处理程序应该尽可能地简洁和高效，以避免影响系统的正常运行。

异常处理程序是用于处理非致命性异常情况的一种方法。

在异常处理程序中，可以采取适当的措施来修复异常情况或者进行恢复操作，以确保系统的稳定性和正常运行。

错误处理是处理致命性异常情况的方法。

当发生严重的系统故障或者无法恢复的异常情况时，错误处理程序可以采取相应的措施，如记录错误信息、重启系统等，以确保系统的可靠性和可恢复性。

2. 异常信息的记录与分析在嵌入式系统中，记录和分析异常信息是非常重要的一步。

通过收集和记录异常信息，可以帮助开发者更好地了解系统运行中的问题，并快速定位和解决异常情况。

常用的异常信息记录与分析方法包括日志记录、调试工具和追踪功能。

日志记录是一种常见的异常信息记录和分析方法。

通过在系统中插入日志记录语句，可以实时记录系统运行中的信息，包括错误信息、调试信息等。

通过分析记录的日志信息，可以找出异常情况所在，并进行相应的处理和调试。

调试工具是帮助开发者定位和解决异常情况的重要工具之一。

常用的调试工具包括断点调试器、时序分析器、寄存器查看器等。

通过使用调试工具，可以逐步跟踪代码的执行过程，查看变量的值和寄存器状态，以便更好地分析和解决异常情况。

嵌入式系统开发中常见问题及调试技巧总结嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，其用于控制、监测和操作各种设备。

由于其硬件和软件的紧密结合，嵌入式系统开发面临着一系列特殊的问题和挑战。

本文将总结嵌入式系统开发中常见的问题，并提供一些调试技巧，帮助开发人员应对这些问题。

1. 定时问题在嵌入式系统开发过程中，定时问题是非常常见和关键的一个问题。

在许多应用中，嵌入式系统需要按照精确的时间间隔执行任务。

如果定时不准确，系统可能会出现故障。

为了解决这个问题，开发人员应该使用硬件定时器而不是软件延时。

此外，还需要注意处理器的时钟频率和硬件细节，以确保定时器的准确性。

2. 内存管理问题嵌入式系统的内存是有限的资源。

因此，在系统开发过程中，开发人员需要正确地管理内存，以避免内存泄漏和内存溢出等问题。

一种常见的做法是使用动态内存分配函数，如malloc()和free()，但需要小心使用，以防止内存碎片。

此外，还应使用静态分配或者对象池来管理内存。

3. 中断处理问题嵌入式系统在处理外部设备和传感器时通常会使用中断。

中断处理程序必须快速和准确地响应中断信号，并进行相应的处理。

为了优化中断处理，开发人员应该避免在中断处理程序中执行耗时的操作，如延时函数或其他复杂的计算。

此外，还应设置适当的优先级和中断控制器，以确保正确的中断处理顺序。

4. 电源管理问题嵌入式系统通常以电池或其他有限的电源供电。

因此，电源管理是一个重要的问题。

开发人员应该优化系统的功耗，通过降低处理器频率、关闭不必要的设备和使用低功耗模式等方法来延长电池寿命。

此外，还应实现合适的电源管理策略，例如睡眠模式和唤醒机制。

5. 调试技巧在嵌入式系统开发过程中，调试是非常重要的一步。

以下是一些调试技巧，有助于开发人员定位和解决软件和硬件问题：- 使用调试工具：使用适当的调试工具，如仿真器、调试器和跟踪工具，可以帮助开发人员跟踪代码和观察系统行为。

- 日志输出：在开发过程中，将关键信息输出到日志文件中，可以帮助开发人员更好地理解系统的运行状况和故障原因。

嵌入式计算系统调测方法与技术综述引言对于含有微处理器的装置来说，调测总是软件和硬件结合的。

在产品开发的阶段以排错为主，在产品开发后期以及生产和现场运行阶段，那么是以测试为主。

不同的阶段，调测的内容、手段和使用的工具不尽相同。

测试接口并不是系统功能的一局部，测试接口设计本身也需要本钱。

对于小型简单系统来说，没有必要也不允许（本钱考虑）设计测试接口；对于复杂系统来说，设计测试接口的花费是值得的。

良好的测试接口设计可经缩短产品的开发周期，给产品维护、维修带来便利。

对于嵌入式计算系统来说，测试往往是软件和硬件相结合的，既有借助于“正确”的软件来测试硬件，也有借助于“正确”的硬件来测试软件。

由于软件设计人员和硬件设计人员的技术隔膜，二者常常在出现问题后相互指责，难以界定是软件还是硬件问题。

对于嵌入式系统的软件设计人员来说，必须对硬件有足够的了解。

这一点，和通用计算平台上的软件设计是不同的；反之，硬件人员也必须能够编写一些测试软件，以证明其设计的正确性。

1 开发阶段的调制方法1.1 RAM版本的目标系统调试通过ICE（In-Circuit-Emulate）来调试目标板是开发人员最常用的手段。

在产品开发初期，由于各种软件和硬件问题很多，通过仿真器并结合逻辑分析仪、示波器等硬件信号测试工具能够很好地发现问题。

在仿真器环境下，通过仿真器的监控软件来控制用户软件的运行，使用断点、单步跟踪和查看变量、CPU存放器、存储器的数值等手段来查找问题。

由于仿真器的软件和硬件需要一定的CPU资源，用户软件在仿真器环境下运行和脱离仿真器后独立运行是有区别的。

好的仿真器能够尽量减小这种区别。

常见的仿真器从技术上区分有：单CPU仿真器、双CPU仿真器和ROM仿真器。

在仿真器环境下，程序一般是在仿真器的RAM存储器中运行的，所以这种阶段也称为“RAM版本的目标系统调试”。

1.2 ROM版本的目标系统调试在使用PC机作为显示输出设备时，一般的做法是使用Winodws自带的超级终端软件，无需另外编制程序。

嵌入式系统中的软件调试技术与系统性能分析嵌入式系统已经成为了现代技术的核心，我们可以在各个领域中看到它们的应用，如汽车、医疗设备、家电等。

嵌入式系统的软件调试技术和系统性能分析对于确保系统的稳定性、可靠性和性能至关重要。

本文将探讨嵌入式系统中常见的软件调试技术和系统性能分析方法。

首先，我们将讨论常见的软件调试技术。

软件调试是开发过程中解决问题和调试错误的关键环节。

在嵌入式系统中，由于其特殊性，软件调试技术更为复杂。

以下是几种常见的软件调试技术：1. 运行时调试：运行时调试是指在嵌入式系统运行过程中对代码进行调试。

通过断点设置、观察变量和调试信息等手段，开发人员可以跟踪代码执行的过程，定位问题并修复错误。

运行时调试技术需要配合调试器和调试工具，以便于检查与跟踪程序状态和变量。

2. 日志记录与分析：在嵌入式系统中，开发人员可以通过记录程序运行过程中的信息来分析和定位问题。

通过利用日志记录技术，开发人员可以跟踪程序的执行流程，查看函数调用情况以及变量的值等。

日志记录的内容可以根据需要进行过滤和分类，以便于更好地进行问题定位与调试。

3. 仿真与调试：嵌入式系统常常由硬件和软件组成。

在硬件调试方面，通常会使用仿真器和调试器来模拟硬件环境，以便对设备进行调试和验证。

仿真器和调试器可以通过与开发工具的集成，提供类似于真实硬件环境的功能，以方便对硬件和软件的协同调试。

除了软件调试技术之外，系统性能分析也是嵌入式系统开发过程中重要的一环。

系统性能分析的目标是评估系统的性能、瓶颈点以及提出优化方案。

以下是几种常见的系统性能分析方法：1. 延迟分析：延迟是指系统响应时间的度量，对于某些实时应用非常重要。

开发人员可以通过延迟分析来确定系统中存在的延迟问题，并找到解决方案。

在分析中，可以使用时序图、时间轴图等工具来可视化延迟，帮助开发人员更好地理解和解决问题。

2. 内存分析：内存是嵌入式系统中另一个重要的资源。

通过内存分析，开发人员可以确定系统中的内存使用情况，以便优化和合理管理内存资源。