[发明专利]支持多种底层接口的在线仿真器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌入式CPU在线仿真器，尤其涉及一种支持多种与目标CPU连接的底层接口的在线仿真器。

背景技术

目前，嵌入式技术应用已经在现实生活中无处不在，居家旅行，交通控制，无线通信，多媒体娱乐等都应用到了嵌入式技术。在嵌入式CPU程序开发调试过程中，程序开发人员一般都会使用到在线仿真下载调试程序，设置断点、单步执行、观察、修改处理器寄存器以及内存变量。在线仿真器是连接PC机上处理器调试程序和目标CPU的中间体，实现PC上调试软件与目标CPU之间通信。而PC调试软件与目标CPU的通信实际上在线仿真器接收来自PC调试软件的调试命令，并解析命令，告知CPU该进行如何操作，如果CPU有返回值，在线仿真器则继续读取CPU返回数据，并回传给PC调试软件。调试软件以此得到CPU内部数据，而程序开发人员根据这些数据判断程序是否正确执行。

目前，在线仿真器与PC调试软件之间一般都通过USB接口通信，在线仿真器在PC调试软件接口端，对数据的处理方式基本统一。而另一方面，虽然大多数CPU都支持以JTAG通信方式进行在线调试，但是，不同嵌入式CPU与在线仿真器的底层接口却还各不相同。以至于，如果程序开发人员需要选用其它的处理器，就需要重新购买新的在线仿真器，增加了成本；还需要重新学习新的在线仿真器的使用，增加了程序开发的难度。

发明内容

为了克服现有在线仿真器与CPU接口不统一而造成的生产成本和开发难度增加的不足，本发明提供一种同时支持多种与CPU通信的底层接口、有效降低生产成本、减少程序开发的难度的支持多种底层接口的在线仿真器装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种支持多种底层接口的在线仿真器装置，所述在线仿真器装置包括：

调试命令接收单元，用以接收来自PC机调试软件的命令数据，并对命令的格式进行正确性检查，对于格式正确的命令，调试命令接收单元会向命令解析与执行单元发出操作请求，对于格式错误的命令不作处理；

命令解析与执行单元，用以对来自调试命令接收单元的操作请求进行解析，并根据解析得到的命令类型将操作分解成微操作，以微操作的形式向所述JTAG接口驱动单元发出接口转换请求；

JTAG接口驱动单元，用以接收命令解释与执行单元的微操作转换请求，向目标CPU发送JTAG接口驱动信号，或从目标CPU读取数据；JTAG驱动单元在每个微操作驱动完成之后向所述命令解析与执行单元发出JTAG接口驱动完成信号；

数据封装单元，用以在读调试命令下，接收JTAG接口驱动单元返回的数据并将数据按照设定格式封装后按字节发回给PC机调试软件。

作为优选的一种方案：所述命令解析与执行单元中，解析执行的命令包括：目标CPU通用寄存器读写命令、目标CPU控制寄存器读写命令、目标CPU中辅助调试单元寄存器读写命令以及与目标CPU相连的存储器读写命令。

作为优选的另一种方案：所述命令解析与执行单元中，微操作包括：备份CPU通用寄存器，恢复CPU通用寄存器，更新CPU通用寄存器，读取CPU通用寄存器，备份CPU辅助调试单元现场寄存器，恢复CPU辅助调试单元现场寄存器和更新CPU辅助调试单元现场寄存器。

进一步，所述命令解析与执行单元将PC机的调试命令解析为多个微操作，并控制JTAG接口驱动单元按序完成各个微操作步骤。

所述命令解析与执行单元对相同的调试命令解析为相同的微操作组合，而与连接目标CPU的底层接口无关。

作为优选的再一种方案：所述JTAG接口驱动单元包含微操作控制状态机和一个公用的TAP状态机，每个微操作控制状态机与TAP控制器对应一种底层接口。

进一步，所述JTAG接口驱动单元中，微操作控制状态机首先解析微操作及其对应的参数，然后将解析得到的一些参数输入到TAP状态机，微操作控制状态机启动TAP状态机，并等待TAP状态机运行结束。

更进一步，所述JTAG接口驱动单元中，通过设置装置中的寄存器选择使用其中一个微操作控制状态机，由此实现对多种底层接口的支持。

本发明的有益效果主要表现在：1)调试命令执行过程统一化。本发明通过将调试命令分解成微操作组合，实现了对于不同底层接口的命令执行过程统一。2)可扩展性好。本发明通过将上层命令的执行与底层接口的驱动分离开，使得整体架构清晰，可扩展性好，只要设计一个微操作控制状态机就能实现对一种新的底层接口的支持。

附图说明