賽靈思SDSoC 系統(tǒng)功能開發(fā)介紹

SDSoC 開發(fā)環(huán)境

SDSoC是 Xilinx 旗下用于設(shè)計開發(fā) Zynq SoC 和 MPSoC 異構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的基于 Eclipse 的集成開發(fā)環(huán)境，可以完成從 C/C++ 到指定目標平臺上功能完整的硬件/軟件系統(tǒng)的編譯、實現(xiàn)、調(diào)試執(zhí)行等全過程。

由 SDSoC 產(chǎn)生的系統(tǒng)是高性能的，同時也是復雜的硬件/軟件協(xié)同工作系統(tǒng)。要了解在這樣的系統(tǒng)中應用程序的執(zhí)行過程是比較困難的，因為你需要同時關(guān)注在處理器上運行的軟件部分和在硬件可編程邏輯上執(zhí)行的加速部分，以及數(shù)據(jù)在二者之間的傳遞過程和順序等。

Trace (事件追蹤) 功能

2015.4 版的 SDSoC 中新增了一個功能，叫做 Trace，即事件追蹤功能，可以幫助設(shè)計開發(fā)人員深入了解應用程序的執(zhí)行過程中整個系統(tǒng)上發(fā)生了哪些事件以及發(fā)生的順序，用戶可以以此為依據(jù)進行系統(tǒng)優(yōu)化。

Trace 提供的是一個詳細視圖，用戶可以在其中觀察應用，硬件/軟件分區(qū)和系統(tǒng)設(shè)計選擇的性能，它提供的是一個以時間軸為單位而量化的事件追蹤，包括在理器上運行的軟件事件，在可編程邏輯上運行的硬件加速事件和在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸鏈路事件。

由于需要讀取上板應用的數(shù)據(jù)，要啟動事件跟蹤，用戶必須將開發(fā)板經(jīng)由 JTAG 連接到主機。

在 SDSoC 中啟動 Trace 后，事件追蹤功能就會被自動插入到軟件代碼和硬件 IP 中。然后，硬件部分（包括完成事件追蹤功能的監(jiān)控 IP）經(jīng)過綜合和布局布線，產(chǎn)生比特流，而軟件跟蹤代碼則被編譯到普通用戶應用中。硬件和軟件的事件追蹤時間戳被收集到了一個追蹤流中，并且以在可編程架構(gòu)中緩存的方式記錄下來，由主機通過 JTAG 訪問并讀回數(shù)據(jù)。

下圖橙色高亮的部分，就是應用 Trace 功能后 SDSoC 自動插入的監(jiān)控 IP，用以完成和記錄事件追蹤功能。

收集事件追蹤數(shù)據(jù)的接口根據(jù)不同的操作系統(tǒng)而略有不同。對于 Standalone 和 FreeRTOS 操作系統(tǒng)，用戶程序 ELF 使用 USB / JTAG 接口下載到電路板上進行配置和調(diào)試，斷點也是經(jīng)由了同樣的 USB / JTAG 接口而插入，事件跟蹤的數(shù)據(jù)采集，也是在相同的 USB / JTAG 接口上讀取。

對于 Linux，一旦操作系統(tǒng)經(jīng)由 SD 卡啟動，ELF 已經(jīng)復制后，便可以經(jīng)過 TCP/TCF 運行調(diào)試，斷點也可以經(jīng)由 TCP/TCP 插入，但事件跟蹤的數(shù)據(jù)仍然需要通過 USB / JTAG 接口讀出。換句話說，要在 Linux 應用程序上啟動事件追蹤， USB / JTAG 和 TCP / TCF 接口都需要。

Trace 視圖

下圖所示就是 SDSoC GUI 提供的 Trace 視圖。用戶應用程序的每個跟蹤事件被賦予一個唯一的軌跡名稱，并且對應到同一個時間軸。通常，一個跟蹤點可以通過應用程序的執(zhí)行創(chuàng)建多個軌跡，例如，如果相同的代碼被循環(huán)執(zhí)行，或者在加速器中被多次調(diào)用。

每個事件追蹤軌跡都有幾個不同的屬性：名稱，類型，以及啟動，停止和持續(xù)時間。如果將鼠標懸停在某個軌跡上，就可以看到這個軌跡的詳細屬性。Trace 視圖中以不同的顏色區(qū)別不同類型的軌跡，例如橙色代表軟件事件追蹤，綠色代表硬件事件而藍色代表數(shù)據(jù)的交互。

關(guān)于 Trace 更詳細的介紹和分步驟教程，請關(guān)注 SDSoC 安裝目錄下的 docs 目錄，其中有一個 SDSoC_Trace2015.4.pdf 文檔可供參考。

由于 Trace 是在 SDSoC 2015.4 版首次發(fā)布，且目前還處于 Beta 階段，其僅能完成有限的事件追蹤功能，我們將在以后的版本中不斷完善，提供更全面的追蹤功能。敬請關(guān)注。