[发明专利]微控制器芯片及其调试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微控制器芯片及其调试方法，尤其涉及一种基于联合测 试行动小组(Joint Test Action Group，以下简称JTAG)协议进行调试的 微控制器芯片及其调试方法，属于集成电路测试技术领域。

背景技术

20世纪80年代以来，随着计算机嵌入式系统的广泛应用，微控制器 (Micro Controller Unit，以下简称MCU)，也称单片机得到了飞速的发展。 早期的单片机是按照嵌入式应用技术要求设计的计算机的单芯片化集成电路 器件，也就是电子计算机的全部特性器件都集成到一片芯片上，故被形象的 称为单片机。随着单片机应用范围的不断加大，对于其仿真芯片调试功能的 要求也逐渐提高。

目前单片机厂家大都提供自己的仿真芯片，其芯片仿真器多为外置，大 致分为两种方式：1、由仿真器的仿真头来完全取代目标板上的CPU进行工作， 产生外部电路所需要的信号，同时捕获外部的所有信号，提供源代码级调试 及处理器运行控制等功能，通过它可以启动和停止目标系统，查阅和修改寄 存器和存储器，在需要控制或查看内部处理器运行的地方设置断点，但是随 着处理器的性能和复杂性的飞速发展，这种方式的仿真调试系统提供的时间 严重滞后于芯片本身的生命周期，而且价格昂贵，可扩展性差，没有完善的 触发和高速定时或模拟分析功能，对芯片内部更深层次的时序和内部动态运 行监控能力差；2、为克服第一种方式的缺陷，目前所采用的另一种方式是将 仿真的一部分功能集成到芯片内部，另一部分通过外置的在线仿真调试系统 进行操控完成，这种方式主要适用于那些具有调试模块和调试接口，例如JTAG 调试端口和相应的调试模块的CPU处理器，目前部分高速嵌入式处理器设有 JTAG调试接口，仿真器通过调试接口向调试模块输入数据以控制CPU的运行， 但实际运行还是要CPU自身来完成，因此要求在目标板能够调试之前，必须 保证CPU，晶振及内存等部件正常运行，但是目前这种在线仿真调试系统存在 的问题是大多不支持实时跟踪和处理微控制器内部总线的代码流，导致中央 处理器在调试过程中发生异常现象的概率增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种微控制器芯片及其调试方法，以实现微控制器 芯片在调试过程中具有内部总线代码流的实时跟踪和处理功能，使调试过程 更加灵活，可以提供更多调试过程信息以便合理设计调试策略，提高调试效 率，同时能够减少调试过程中的异常现象。

为实现上述目的，提供了一种微控制器芯片，包括彼此相连的中央处理 器、调试模块和调试接口，该调试模块包括用于执行调试操作的调试处理单 元，该调试处理单元分别与中央处理器和调试接口相连，该调试模块中还包 括：跟踪单元，与中央处理器和调试处理单元分别相连，用于在调试过程中 监测到产生跟踪触发条件时，记录与跟踪触发条件对应的地址信息，其中， 所述跟踪单元包括：

缓冲区，用于存储所述地址信息，所述缓冲区与所述调试处理单元相连；

类型寄存器，用于记录各所述跟踪触发条件对应所需记录的地址信息类型；

状态寄存器，用于配置所述缓冲区的状态参数；

指针寄存器，用于记录所述缓冲区的待存储地址；

控制寄存器，用于在产生各所述跟踪触发条件时，使能控制地址信息的 记录操作；

控制电路，用于在调试过程中监测到中央处理器中产生跟踪触发条件时， 根据所述控制寄存器对应所述跟踪触发条件的使能控制和所述类型寄存器记 录的地址信息类型，从所述中央处理器中读取所述地址信息，并根据所述状 态寄存器配置的缓冲区的状态参数和所述指针寄存器记录的缓冲区待存储地 址，将所述地址信息记录至所述缓冲区，所述控制电路与所述中央处理器、 缓冲区、类型寄存器、状态寄存器、指针寄存器和控制寄存器相连接。

为实现上述目的，还提供了一种本发明所提供微控制器芯片的调试方法， 包括：在调试过程中，当监测到产生跟踪触发条件时，记录与跟踪触发条件 对应的地址信息，且具体为：

在调试过程中监测到中央处理器中产生跟踪触发条件时，根据所述跟踪 触发条件对应的使能控制值和所需记录的地址信息类型，从所述中央处理器 中读取所述地址信息，并根据所述缓冲区状态参数以及所述缓冲区的待存储 地址，将所述地址信息记录至所述缓冲区。