數(shù)據(jù)源 - 對(duì)基于SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探查

　　Quinton質(zhì)疑，雖然這些結(jié)構(gòu)非常有用，但是芯片設(shè)計(jì)人員會(huì)有更多的問題。Quinton認(rèn)為，“從系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行考慮。關(guān)鍵接口、高級(jí)狀態(tài)機(jī)在哪里？通過掌握哪些信息您能夠知道哪一子系統(tǒng)正在工作？”

　　這些思考導(dǎo)致某些IP供應(yīng)商開發(fā)了一類新模塊：在SoC中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)儀表和控制器，不僅供設(shè)計(jì)芯片的IC團(tuán)隊(duì)使用，而且還有使用它的系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，如圖1所示。

　　圖1.片內(nèi)調(diào)試電路本身會(huì)成為實(shí)際的設(shè)計(jì)。

　　從不同的方向開始工作，兩類供應(yīng)商驗(yàn)證了這一發(fā)展趨勢(shì)。ARM擴(kuò)展了其CPU內(nèi)核調(diào)試內(nèi)核CoreSight，涵蓋了多核SoC的大部分工作，而現(xiàn)在是泰克一部分的Quinton Veridae從儀表模塊開始，集中開發(fā)觸發(fā)器/蹤跡控制器，包括了CPU調(diào)試內(nèi)核。這兩種方法對(duì)于系統(tǒng)調(diào)試人員都非常寶貴。這都為在SoC基礎(chǔ)上擴(kuò)展可探查性提供了重要的理念。

　　數(shù)據(jù)源

　　雖然您想立即開始在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中加入各種各樣的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，而Quinton首先提出了一些基本問題。誰(shuí)會(huì)使用調(diào)試功能：應(yīng)用編程人員、模擬設(shè)計(jì)人員，還是機(jī)械工程師？他們會(huì)在哪一抽象等級(jí)上來定義事件；功能調(diào)用、信噪比、扭矩讀數(shù)？這些用戶會(huì)怎樣做：確定他們的代碼熱點(diǎn)、找到瞬變?cè)肼?，或者知道?qū)動(dòng)桿為什么失效？只有您理解了問題所在，才能夠找到解決問題的數(shù)據(jù)。

　　Quinton認(rèn)為，現(xiàn)在的技巧是確定在哪里收集數(shù)據(jù)。很明顯，首先是在源頭采集所有數(shù)據(jù)：A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）輸出、狀態(tài)寄存器、網(wǎng)絡(luò)接口等。當(dāng)然，您希望盡可能獲得接近源頭的一些信息，例如，受控物理器件的狀態(tài)等。

　　但是，在其他情況下，事先考慮好在哪里采集數(shù)據(jù)可以減少測(cè)量開銷，以及后分析所需要的數(shù)據(jù)量。Quinton建議，“找到關(guān)鍵地方來觀察系統(tǒng)。在一點(diǎn)上所通過的系統(tǒng)狀態(tài)量會(huì)讓人感到驚訝：例如，CPU與系統(tǒng)總線的接口?！?/p>

　　在哪里對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣也取決于用戶所希望的抽象級(jí)。例如，可能是通過PCI Express （PCIe）總線的系統(tǒng)交換信息等。探查串化器/解串器（SERDES）和PCIe控制器，使您能夠獲得底層協(xié)議層工作的詳細(xì)信息，這對(duì)于總線接口調(diào)試非常重要。但是，如果您希望總線接口能夠正常工作，觀察信息流，那么，您最好監(jiān)視主存儲(chǔ)器中的緩沖，而忽略總線控制器。

　　問題的相對(duì)性

　　一旦找到了您需要的數(shù)據(jù)，確定了要在系統(tǒng)中的哪些地方來提取這些數(shù)據(jù)，那么，您需要收集數(shù)據(jù)，知道數(shù)據(jù)與時(shí)間的相關(guān)性，找到觸發(fā)模式，采集您希望保存的數(shù)據(jù)，從系統(tǒng)中提取出這些數(shù)據(jù)，送入分析工具中。在分立系統(tǒng)中，這一過程相對(duì)簡(jiǎn)單：所有工作都可以回到邏輯分析儀中完成，分析儀提供統(tǒng)一時(shí)間基礎(chǔ)。在基于SoC的系統(tǒng)中，您可能希望把所有數(shù)據(jù)送回SoC的中心模塊中，如圖2所示。好消息是，泰克和ARM的IP簡(jiǎn)化了這一過程。

　　圖2.完整的片內(nèi)調(diào)試系統(tǒng)結(jié)合了傳統(tǒng)的CPU內(nèi)核調(diào)試和數(shù)據(jù)采集站以及信息路由，提供將數(shù)據(jù)從芯片中輸出的方法。

　　但是，使用IP帶來了新問題。中心模塊和電路板另一側(cè)芯片之間的延時(shí)會(huì)有十幾個(gè)時(shí)鐘周期。即使在芯片內(nèi)部，也會(huì)有數(shù)十個(gè)時(shí)鐘域，當(dāng)您跨過時(shí)鐘域邊界時(shí)，延時(shí)會(huì)增加很多CPU周期。您怎樣知道兩路數(shù)據(jù)是同時(shí)的呢？