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嵌入式開發(fā):增強系統(tǒng)開發(fā)人員的調(diào)試和跟蹤能力

來源:廣州達內(nèi)教育        時間:2023-05-30        熱度:36℃        返回列表


最近的技術(shù)發(fā)展導(dǎo)致了系統(tǒng)調(diào)試和優(yōu)化復(fù)雜性的飛躍。系統(tǒng)變得越來越小,越來越復(fù)雜,許多不同的功能被集成在一個芯片上。在嵌入式開發(fā)中,多個芯片之間有更多的通信。甚至什么構(gòu)成了一個bug也變得更加難以定義。

 

更大、更復(fù)雜的系統(tǒng)意味著調(diào)試、故障排除或微調(diào)設(shè)備的過程更長、更艱巨。如果一個組織需要幾個月的時間來調(diào)試,那就相當(dāng)于幾個月的收入損失。

 

很少有人愿意為調(diào)試支付額外費用。這是一種必要的邪惡。任何可以最小化調(diào)試影響的事情都是有價值的。MIPI聯(lián)盟廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)試和跟蹤規(guī)范組合旨在簡化物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、汽車、5G和其他應(yīng)用領(lǐng)域的移動系統(tǒng)開發(fā)。

 

分層、系統(tǒng)化方法

MIPI采取了分層的方法進行調(diào)試和跟蹤,從最底層的硬件一直到軟件層。這個想法是讓一個組織能夠挑選它需要的規(guī)范,有策略地將它們加入到它的嵌入式開發(fā)環(huán)境中,然后圍繞標(biāo)準(zhǔn)分層的接口和協(xié)議集添加它自己的價值。九個MIPI調(diào)試和跟蹤規(guī)范的組合最近公開提供下載:

 

用于IP套接字的MIPI千兆調(diào)試(MIPI GbD IPSv1.0-MPI GbD IPS是一種適配器,用于促進從智能手機到物聯(lián)網(wǎng)端點的所有類型連接設(shè)備的遠程調(diào)試。

 

MIPI Gigabit Debug for USBMIPI GbD USBv1.1-MIPI GbD USB最大限度地減少了調(diào)試對系統(tǒng)功能的影響,并使工程師能夠在連接承載其他流量時使用USB連接調(diào)試設(shè)備。

 

MIPI高速跟蹤接口(MIPI HTIv1.0-MPI HTI是數(shù)據(jù)端口的串行實現(xiàn),通過在裸機環(huán)境中重用這些接口的低級別物理高速部分,利用了可用的高速串行接口技術(shù)。通過這種方式,與并行實現(xiàn)相比,MIPI HTI以更少的I/O引腳提供更高的傳輸帶寬。

 

用于調(diào)試和測試的MIPI窄接口(MIPI NIDnTv1.2-MIPI NIDnT標(biāo)準(zhǔn)化了設(shè)備上用于調(diào)試和試驗程序的功能端口的使用。該規(guī)范旨在使嵌入式開發(fā)人員更容易識別復(fù)雜設(shè)計中的問題,并通過最小化對昂貴的專有測試工具的依賴來降低開發(fā)成本。設(shè)計師喜歡在移動和受移動影響的設(shè)計中廣泛使用的其他接口上執(zhí)行調(diào)試和測試的多功能性。

 

MIPI并行跟蹤接口(MIPI PTIv2.0-MPI PTI是一個具有多個數(shù)據(jù)信號和時鐘的并行接口,用于將有關(guān)系統(tǒng)功能和行為的跟蹤數(shù)據(jù)導(dǎo)出到主機系統(tǒng)以進行分析和顯示。

 

MIPI SneakPeek協(xié)議(MIPI SPPv2.0-MIPI SPP允許調(diào)試測試系統(tǒng)(DTS)和移動終端目標(biāo)系統(tǒng)(TS)之間的通信,有助于DTS內(nèi)的軟件調(diào)試TS操作。用戶減少了對專用調(diào)試通信接口的依賴,并利用熟悉的地址映射讀寫事務(wù)機制來觀察、查詢和調(diào)整TS。

 

MIPI系統(tǒng)跟蹤協(xié)議(MIPI STPv2.2作為一種通用的基本協(xié)議開發(fā),可由多個特定于應(yīng)用程序的跟蹤協(xié)議共享,MIPI STP允許其數(shù)據(jù)流與高度優(yōu)化的協(xié)議共存,該協(xié)議用于傳輸處理器程序流、定時或低層總線事務(wù)的數(shù)據(jù)。

 

MIPI系統(tǒng)軟件跟蹤(MIPI SyS-Tv1.0-MPI SyS-T是用于在測試系統(tǒng)和設(shè)備(例如片上系統(tǒng)(SoC)或平臺)之間傳輸軟件跟蹤和調(diào)試信息的通用數(shù)據(jù)格式。在嵌入式開發(fā)中,它提供了一種與供應(yīng)商或操作系統(tǒng)(OS)無關(guān)的便捷方法,可以跨軟件、固件或硬件實現(xiàn)交換調(diào)試信息。

 

MIPI跟蹤包裝協(xié)議(MIPI TWPv1.1-MIPI TWP允許將多個源跟蹤流折疊為單個跟蹤流。源字節(jié)流被分配了系統(tǒng)唯一標(biāo)識,包裝協(xié)議封裝了系統(tǒng)中的所有流。




此外,MIPI Debug for I3C是一種用于在DTSTS之間傳輸調(diào)試控制和數(shù)據(jù)的規(guī)范,正在開發(fā)中,計劃于2020年公開。

 

MIPI調(diào)試工作組遵循了許多不同的策略,以盡量減少調(diào)試和跟蹤過程的影響。例如,減少專用接口對于物聯(lián)網(wǎng)和其他移動應(yīng)用領(lǐng)域尤其重要,因為用戶無法負擔(dān)將主要的房地產(chǎn)用于額外的引腳和額外的尺寸。具有重用接口和利用功能接口的能力解決了高效使用不動產(chǎn)的需求,因此這一需求為工作組開發(fā)和完善MIPI調(diào)試和跟蹤規(guī)范提供了信息。

 

此外,在嵌入式開發(fā)中,在開發(fā)調(diào)試和跟蹤規(guī)范時,MIPI力求:

l 最小化引腳成本并提高基本調(diào)試接口的性能

l 提高高性能接口的帶寬、功能和可靠性,以便將高帶寬、單向處理器跟蹤數(shù)據(jù)導(dǎo)出到調(diào)試工具

l 部署具有高帶寬需求所需性能的物理健壯調(diào)試連接器

l 開發(fā)通用跟蹤協(xié)議,允許將許多不同的片上跟蹤源封裝到單個跟蹤數(shù)據(jù)流中

l 最大化現(xiàn)場系統(tǒng)的調(diào)試可見性

l 利用移動系統(tǒng)新的高帶寬功能接口進行調(diào)試傳輸

 

專注于增值

通過專注于限制移動數(shù)據(jù)的框架和協(xié)議的影響,并為調(diào)試和跟蹤過程提供控制,MIPI釋放了硅供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商(OEM),以最大限度地利用這些標(biāo)準(zhǔn)化管道,然后投資于有助于提高吞吐量的高價值活動。

 

例如,跟蹤周圍的規(guī)范;MIPI PTIMIPI HTI、MIPI-STPMIPI TWPMIPI SyS-T對于為系統(tǒng)設(shè)計者和嵌入式開發(fā)人員提供嵌入式系統(tǒng)行為的可見性尤其重要。

 

嵌入式SoC上的流式接口可用于將有關(guān)系統(tǒng)功能和行為的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到主機系統(tǒng)以進行分析和顯示。監(jiān)控處理器指令和數(shù)據(jù)流的組件、在處理器上運行的軟件中的儀表或監(jiān)控處理器外活動的組件可以提供數(shù)據(jù),使開發(fā)人員能夠重建或“跟蹤”系統(tǒng)活動的某些方面。一個或多個嵌入式處理器的指令執(zhí)行序列、嵌入式處理器內(nèi)核進行的數(shù)據(jù)總線事務(wù)、系統(tǒng)互連上的事務(wù)快照或儀表化應(yīng)用程序代碼的流式輸出都是這種跟蹤數(shù)據(jù)的示例。隨著物聯(lián)網(wǎng)、汽車、5G和其他應(yīng)用領(lǐng)域移動系統(tǒng)中嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜性,這種可見性的重要性也在不斷增加。

 

通過公開規(guī)范,MIPI使開發(fā)人員、工具供應(yīng)商和其他人能夠圍繞調(diào)試通信和跟蹤數(shù)據(jù)建立價值。通過這種方式,它允許一個強大的生態(tài)系統(tǒng)扎根,進一步擴大規(guī)范的互操作性,并豐富規(guī)范周圍的嵌入式開發(fā)環(huán)境。


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