嵌入式多核处理器JTAG调试的设计与实现
发布时间：2021-07-06 15:21
随着嵌入式多核处理器技术的发展,高效的开发调试工具越来越受到关注。要想充分发挥多核处理器的潜能,仅仅依靠高性能的处理器芯片是不够的,还需要高效的调试方法和调试工具,才能确保软硬件开发人员在完整的多核系统环境中展开调试工作。对多核处理器来说,调试工具的主流仍是JTAG技术。所以如何在多核处理器上实现对其集成的单处理器核进行JTAG调试,同时单核的原有片上调试硬件和调试软件能够得到最大程度的重用,成为嵌入式多核处理器设计一个重要的研究课题。本文以嵌入式多核处理器QDSP为平台,研究了现有多核处理器的JTAG调试方法,对菊花链方法和TLM方法进行了详细的分析。针对二者需修改原有单核片上调试硬件和调试软件的问题,本文提出了一种在多核处理器内增加JTAG调试支持模块的方法,基于该方法在QDSP内设计实现了片上硬件JTAG Server模块。JTAG Server需要调试工具和开发环境的支持,为此本文设计完成了基于USB 2.0接口的JTAG仿真器,协同JTAG Server实现对QDSP内任意单核的调试。片上trace硬件是QDSP多核调试的有效手段,基于该硬件本文实现了Trace可视化分析工具...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
QDSP结构原型QDSP包含四个增强的DSP内核和一个32位RISC核，如图1.3所示
图 3.10 验证链选 DSP2由上图可见，链选命令为 16 拍，MDS 信号为低电平且保持 16 个 TCK 时钟周期，在这16个周期内，TDI_IN管脚输入的便是3.3.2.2节中定义的链选命令码0x02。这 16 位命令码由片外 JTAG 调试接口的 TDI 即 JTAG Server 的输入端口 TDI_IN逐位移入链选命令寄存器中。链选 DSP2命令结束后，即在第 17 个 TCK 时钟的下降沿，JTAG Server 中的译码器开始译码，片外输入 TDI_IN 链接到了 TDI_2，TMS_IN 连接到了 TMS_2，TDO_2 连接到 TDO_Out 输出到片外。链选 DSP2命令正确实现，JTAG Server 便在片外调试接口（TDI、TMS、TCK、TRST 和 TDO）与 DSP2的 JTAG 调试接口（TDI_2、TMS_2、TCK、TRST 和 TDO_2）之间连接了一条通路，便可对 DSP2进行 JTAG 调试。2. 链选旁路寄存器功能的验证当仅仅使用一只仿真器对一块电路板上的多个多核处理器芯片的其中一个进行调试时，采用本文提出的增加调试支持模块的方案需要将电路板上所有多核处理器芯片以菊花链方式连接，使得想调试某个芯片时，通过链选旁路寄存器命令将其他芯片都置为旁路状态，使数据直接到达该芯片。为此，我们需验证链选旁
在这16个周期内，TDI_IN管脚输入的便是3.3.2.2节中定义的链选命令码0x02。这 16 位命令码由片外 JTAG 调试接口的 TDI 即 JTAG Server 的输入端口 TDI_IN逐位移入链选命令寄存器中。链选 DSP2命令结束后，即在第 17 个 TCK 时钟的下降沿，JTAG Server 中的译码器开始译码，片外输入 TDI_IN 链接到了 TDI_2，TMS_IN 连接到了 TMS_2，TDO_2 连接到 TDO_Out 输出到片外。链选 DSP2命令正确实现，JTAG Server 便在片外调试接口（TDI、TMS、TCK、TRST 和 TDO）与 DSP2的 JTAG 调试接口（TDI_2、TMS_2、TCK、TRST 和 TDO_2）之间连接了一条通路，便可对 DSP2进行 JTAG 调试。2. 链选旁路寄存器功能的验证当仅仅使用一只仿真器对一块电路板上的多个多核处理器芯片的其中一个进行调试时，采用本文提出的增加调试支持模块的方案需要将电路板上所有多核处理器芯片以菊花链方式连接，使得想调试某个芯片时，通过链选旁路寄存器命令将其他芯片都置为旁路状态，使数据直接到达该芯片。为此，我们需验证链选旁路寄存器的功能是否正确。在 QDSP 的全芯片模拟环境中对该功能进行了验证，电路图如下图所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于JTAG接口的DSP内嵌调试器设计[J]. 周磊,毛志刚. 信息技术. 2008(05)
[2]多核处理器的结构设计研究[J]. 何军,王飙. 计算机工程. 2007(16)
[3]基于JTAG标准的处理器片上调试的分析和实现[J]. 金辉,华斯亮,张铁军,侯朝焕. 微电子学与计算机. 2007(06)
[4]全扫描设计中多扫描链的构造[J]. 李兆麟,叶以正. 电子学报. 2000(02)
博士论文
[1]嵌入式多核处理器在线追踪调试与错误检测关键技术研究[D]. 扈啸.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]嵌入式交叉调试技术的研究与实现[D]. 魏勇.电子科技大学 2005
[2]USB接口技术研究及应用[D]. 刘立.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3268485
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
QDSP结构原型QDSP包含四个增强的DSP内核和一个32位RISC核，如图1.3所示
图 3.10 验证链选 DSP2由上图可见，链选命令为 16 拍，MDS 信号为低电平且保持 16 个 TCK 时钟周期，在这16个周期内，TDI_IN管脚输入的便是3.3.2.2节中定义的链选命令码0x02。这 16 位命令码由片外 JTAG 调试接口的 TDI 即 JTAG Server 的输入端口 TDI_IN逐位移入链选命令寄存器中。链选 DSP2命令结束后，即在第 17 个 TCK 时钟的下降沿，JTAG Server 中的译码器开始译码，片外输入 TDI_IN 链接到了 TDI_2，TMS_IN 连接到了 TMS_2，TDO_2 连接到 TDO_Out 输出到片外。链选 DSP2命令正确实现，JTAG Server 便在片外调试接口（TDI、TMS、TCK、TRST 和 TDO）与 DSP2的 JTAG 调试接口（TDI_2、TMS_2、TCK、TRST 和 TDO_2）之间连接了一条通路，便可对 DSP2进行 JTAG 调试。2. 链选旁路寄存器功能的验证当仅仅使用一只仿真器对一块电路板上的多个多核处理器芯片的其中一个进行调试时，采用本文提出的增加调试支持模块的方案需要将电路板上所有多核处理器芯片以菊花链方式连接，使得想调试某个芯片时，通过链选旁路寄存器命令将其他芯片都置为旁路状态，使数据直接到达该芯片。为此，我们需验证链选旁
在这16个周期内，TDI_IN管脚输入的便是3.3.2.2节中定义的链选命令码0x02。这 16 位命令码由片外 JTAG 调试接口的 TDI 即 JTAG Server 的输入端口 TDI_IN逐位移入链选命令寄存器中。链选 DSP2命令结束后，即在第 17 个 TCK 时钟的下降沿，JTAG Server 中的译码器开始译码，片外输入 TDI_IN 链接到了 TDI_2，TMS_IN 连接到了 TMS_2，TDO_2 连接到 TDO_Out 输出到片外。链选 DSP2命令正确实现，JTAG Server 便在片外调试接口（TDI、TMS、TCK、TRST 和 TDO）与 DSP2的 JTAG 调试接口（TDI_2、TMS_2、TCK、TRST 和 TDO_2）之间连接了一条通路，便可对 DSP2进行 JTAG 调试。2. 链选旁路寄存器功能的验证当仅仅使用一只仿真器对一块电路板上的多个多核处理器芯片的其中一个进行调试时，采用本文提出的增加调试支持模块的方案需要将电路板上所有多核处理器芯片以菊花链方式连接，使得想调试某个芯片时，通过链选旁路寄存器命令将其他芯片都置为旁路状态，使数据直接到达该芯片。为此，我们需验证链选旁路寄存器的功能是否正确。在 QDSP 的全芯片模拟环境中对该功能进行了验证，电路图如下图所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于JTAG接口的DSP内嵌调试器设计[J]. 周磊,毛志刚. 信息技术. 2008(05)
[2]多核处理器的结构设计研究[J]. 何军,王飙. 计算机工程. 2007(16)
[3]基于JTAG标准的处理器片上调试的分析和实现[J]. 金辉,华斯亮,张铁军,侯朝焕. 微电子学与计算机. 2007(06)
[4]全扫描设计中多扫描链的构造[J]. 李兆麟,叶以正. 电子学报. 2000(02)
博士论文
[1]嵌入式多核处理器在线追踪调试与错误检测关键技术研究[D]. 扈啸.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]嵌入式交叉调试技术的研究与实现[D]. 魏勇.电子科技大学 2005
[2]USB接口技术研究及应用[D]. 刘立.中国人民解放军国防科学技术大学 2002
本文编号：3268485
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