[发明专利]基于闪存应用的嵌入式系统的程序调试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，具体来说，本发明涉及一种基于闪存应用的嵌入式系统的程序调试系统及方法。

背景技术

对于嵌入式系统的设计，程序的大小、程序存储的方式是设计者非常关心的问题。

当系统比较简单，程序代码比较小的时候，比如只有数十K字节甚至更小，通常选择内置程序存储器的主控芯片，程序代码直接存储在内置的存储器中，整个系统成本比较经济；而当系统比较复杂，程序代码比较大，比如达到数百K字节甚至以兆(M)为单位时，主控芯片已经无法内置这么大的存储器，此时整个系统则采用外挂存储器来存储程序代码的方式。

后来，随着Nand Flash(以下简称闪存)的发明，出现了一系列的应用比如SD卡，U盘，MP3播放器等。在这些应用中，程序代码量比较大，考虑到已经使用闪存来存储歌曲或其它用户资料，设计者可以将程序代码也存储在闪存中，这样系统就不需要外挂另外的程序存储器来存储程序。

但是由于闪存是页模式读取数据，主控芯片无法对内存中的程序代码直接寻址访问，因此在系统的实际设计中，会在主控芯片内部设计一块RAM(随机存储器)作为程序暂存空间。系统在工作时，先将程序从闪存中读入主控芯片内部的RAM中，再执行即可。考虑到主控芯片内部无法设计太大的RAM，因此往往采用分段加载程序代码段1～N的方式实现，如图1所示。

上述系统架构的特点包括：

1)主控芯片内不用设计很大的内部存储器来存储程序代码。

2)程序代码被分割为很多个小的代码段(代码段0，代码段1，...)，存放在外部的闪存(Nand Flash Memory)中。

3)主控芯片内部设计一个较小的RAM，缓存程序。

4)分段加载程序到RAM，CPU从RAM中取指令执行；如图2所示为上述系统架构的一个示例性的程序执行流程图。

不可否认，该系统架构有非常明显的优势：

1)程序代码存储在闪存中，在主控芯片中不用设计很大的内部RAM来存储程序代码，因此整个主控芯片成本可以控制得较小。

2)程序代码分段存储，分段加载到RAM中执行，这种分段加载、分段执行的方法，可以使RAM设计得很小，因为某时刻，只需要加载某一小段程序代码进RAM执行，而不是加载所有的程序。

例如，程序代码总长度为200K字节，可以将程序代码切分为25小段，每段长度8K字节。

1)200K字节程序代码存储在闪存中，不用在主控芯片内部设计一个200K字节大规模存储器。

2)芯片内部只用设计8K字节的RAM，任何时刻只用将某一小段程序加载进RAM来执行，这样RAM可以设计得很小。

虽然这种程序代码存储在外部闪存中、程序分段加载到RAM执行的系统设计具有很好的成本优势，但是也存在一些问题。例如，因为程序不是一次性地加载到RAM中执行，而是分段加载，所以在调试程序时，如何定位程序执行的位置，以及如何定位断点的位置都会很麻烦，无法实现完整的源代码调试，导致程序调试极其不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于闪存应用的嵌入式系统的程序调试的系统及方法，能够定位出程序执行的准确位置和断点的准确位置，实现完整的源代码调试，方便程序调试，极大地提高程序开发的效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于闪存应用的嵌入式系统的程序调试系统，包括：

主机终端，其上具有程序调试工具；

主控芯片，与所述主机终端相连接；以及

闪存，与所述主控芯片相连接，其上存储有待调试程序的多段代码，分别位于不同段编号的代码段内；

其中，所述主控芯片包括：

随机存储器，用于暂存从所述闪存中加载进所述主控芯片的代码；

中央处理器，与所述随机存储器相连接，用于从所述随机存储器中取出代码执行；

程序计数器，用于记录所述中央处理器从所述随机存储器中取代码的地址；以及

代码段寄存器，用于记录当前从所述闪存中加载到所述随机存储器中的代码所在的代码段的段编号。

可选地，所述主控芯片还包括断点列表和断点比较器，其中：

断点列表用于记录所述程序调试系统执行的所有断点信息，其包括：

断点代码段寄存器，用于记录各个断点所在的代码段的段编号；

断点程序计数器，用于记录各个断点在其代码段内的段内偏移地址；以及