基于SoC系統(tǒng)設(shè)計的探究

調(diào)試復(fù)雜電子系統(tǒng)從來都不是一項簡單的工作，但至少是可以實現(xiàn)的。您要找到問題所在。采用您最相信的“示波器”，通過模擬電路到數(shù)字轉(zhuǎn)換，您可以追溯到問題的源頭。然后，編寫測試小程序，檢查驅(qū)動和外設(shè)，增加一些邏輯探針，再回到外設(shè)控制器和CPU總線上，最終解決問題。當(dāng)然，這需要利用別人的一些代碼。
　　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器和模擬電路都被包封在一個封裝中。它可以是ASSP、高級微控制器、FPGA，或者您自己設(shè)計的ASIC。不論SoC是什么，事實上是，除非芯片設(shè)計團隊愿意幫助您，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，為您提供斷點和準(zhǔn)實時跟蹤等傳統(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。如果不能針對系統(tǒng)總體狀態(tài)來更廣泛的定義某一事件，那么，當(dāng)事件發(fā)生后，您可能需要編寫診斷短代碼，使系統(tǒng)暫時停止工作，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回CPU。這一過程最好的情況是僅僅耗費了您的時間，而最差的情況是，耗費了時間卻不一定能解決問題，效率非常低。
　　硅片知識產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商提供越來越精細的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)品是個性化的，而不是標(biāo)準(zhǔn)化的。系統(tǒng)設(shè)計人員需要在芯片設(shè)計早期階段獨立作出選擇，而另一公司的其他團隊則根據(jù)產(chǎn)品能否及時面市、管芯面積等來確定自己的目標(biāo)，并不關(guān)心能否方便的進行系統(tǒng)調(diào)試。而芯片設(shè)計人員、軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)設(shè)計人員等參與者還是有一個共同點——互相協(xié)作，在系統(tǒng)級找到問題所在。
　　從一開始就做好規(guī)劃
　　實際上早已決定了您是否能夠成功的找到系統(tǒng)中的問題——兩年前，在您目前正在使用的SoC的開發(fā)階段。Brad Quinton是泰克公司嵌入式驗證的首席規(guī)劃師，他認為在芯片設(shè)計早期階段進行規(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。
　　芯片設(shè)計團隊的確在測試結(jié)構(gòu)中開展了前端工作，但卻是出于其他原因。芯片中置入了測試設(shè)計和內(nèi)置自測試硬件來支持IC測試。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)計人員會專門針對硅片開發(fā)團隊而內(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，就會禁用這些工具。高速串行端口上會有邊界掃描，甚至是非常復(fù)雜的儀表功能，必須在系統(tǒng)中對其進行調(diào)整。但是，這些手段是為了在電路板級建立并驗證連接能力，而不是用于系統(tǒng)調(diào)試。
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