對(duì)基于SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探查

　　調(diào)試復(fù)雜電子系統(tǒng)從來(lái)都不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，但至少是可以實(shí)現(xiàn)的。您要找到問(wèn)題所在。采用您最相信的“示波器”，通過(guò)模擬電路到數(shù)字轉(zhuǎn)換，您可以追溯到問(wèn)題的源頭。然后，編寫(xiě)測(cè)試小程序，檢查驅(qū)動(dòng)和外設(shè)，增加一些邏輯探針，再回到外設(shè)控制器和CPU總線上，最終解決問(wèn)題。當(dāng)然，這需要利用別人的一些代碼。

　　而芯片系統(tǒng)（SoC）集成從根本上改變了這一切。今天，微處理器、總線、外設(shè)控制器以及大部分存儲(chǔ)器和模擬電路都被包封在一個(gè)封裝中。它可以是ASSP、高級(jí)微控制器、FPGA，或者您自己設(shè)計(jì)的ASIC。不論SoC是什么，事實(shí)上是，除非芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)愿意幫助您，否則，您不可能深入了解芯片內(nèi)部。

　　在嵌入式CPU中調(diào)試硬件，為您提供斷點(diǎn)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)跟蹤等傳統(tǒng)調(diào)試功能，從而幫助您完成調(diào)試工作。但是，對(duì)于他們自己，調(diào)試內(nèi)核也只是給出了您系統(tǒng)的CPU外觀視圖。如果不能針對(duì)系統(tǒng)總體狀態(tài)來(lái)更廣泛的定義某一事件，那么，當(dāng)事件發(fā)生后，您可能需要編寫(xiě)診斷短代碼，使系統(tǒng)暫時(shí)停止工作，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫(xiě)回CPU。這一過(guò)程最好的情況是僅僅耗費(fèi)了您的時(shí)間，而最差的情況是，耗費(fèi)了時(shí)間卻不一定能解決問(wèn)題，效率非常低。

　　硅片知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商提供越來(lái)越精細(xì)的SoC儀表調(diào)試手段，從而解決了這一難題。但是，當(dāng)今的產(chǎn)品是個(gè)性化的，而不是標(biāo)準(zhǔn)化的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要在芯片設(shè)計(jì)早期階段獨(dú)立作出選擇，而另一公司的其他團(tuán)隊(duì)則根據(jù)產(chǎn)品能否及時(shí)面市、管芯面積等來(lái)確定自己的目標(biāo)，并不關(guān)心能否方便的進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。而芯片設(shè)計(jì)人員、軟件開(kāi)發(fā)人員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員等參與者還是有一個(gè)共同點(diǎn)——互相協(xié)作，在系統(tǒng)級(jí)找到問(wèn)題所在。

　　從一開(kāi)始就做好規(guī)劃

　　實(shí)際上早已決定了您是否能夠成功的找到系統(tǒng)中的問(wèn)題——兩年前，在您目前正在使用的SoC的開(kāi)發(fā)階段。Brad Quinton是泰克公司嵌入式驗(yàn)證的首席規(guī)劃師，他認(rèn)為在芯片設(shè)計(jì)早期階段進(jìn)行規(guī)劃非常關(guān)鍵，不僅僅是能夠充分探查芯片，而且還涉及到采用什么樣的調(diào)試硬件。然而，這并不常見(jiàn)。

　　芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的確在測(cè)試結(jié)構(gòu)中開(kāi)展了前端工作，但卻是出于其他原因。芯片中置入了測(cè)試設(shè)計(jì)和內(nèi)置自測(cè)試硬件來(lái)支持IC測(cè)試。但是，這些資源并不是用于調(diào)試，一般只提供很少的診斷信息。芯片設(shè)計(jì)人員會(huì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)硅片開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)而內(nèi)置工具，但是，這些工具可能只有內(nèi)部文檔，硅片一旦發(fā)布后，就會(huì)禁用這些工具。高速串行端口上會(huì)有邊界掃描，甚至是非常復(fù)雜的儀表功能，必須在系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。但是，這些手段是為了在電路板級(jí)建立并驗(yàn)證連接能力，而不是用于系統(tǒng)調(diào)試。