[發(fā)明專利]基于命名變量的全景數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)調(diào)試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010590866.4
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102063368A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少波;饒丹;張成彬;滕春濤;徐廣輝;鄭玉平
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種嵌入式軟件的在線實(shí)時(shí)調(diào)試方法。

背景技術(shù)

隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在幾乎應(yīng)用于所有的電子和電器設(shè)備中，高端的嵌入式處理器得到了普遍的應(yīng)用，片上系統(tǒng)、深度嵌入、分布式多處理器構(gòu)架、軟件復(fù)雜度的發(fā)展給傳統(tǒng)的調(diào)試方法帶來了極大的挑戰(zhàn)。調(diào)試是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，它占整個(gè)開發(fā)時(shí)間的20％～30％。它的重要性是不言而喻的。

傳統(tǒng)的調(diào)試方法是通過仿真器與嵌入式系統(tǒng)相連，主機(jī)上運(yùn)行集成開發(fā)調(diào)試工具，調(diào)試工具具有編輯、編譯、鏈接和調(diào)試環(huán)境，由于主機(jī)調(diào)試環(huán)境中保存了嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的符號表信息，能夠?qū)ο到y(tǒng)的變量進(jìn)行調(diào)試。這種調(diào)試方法具有明顯的缺點(diǎn)：占用系統(tǒng)資源較多，有的系統(tǒng)必須依賴芯片JTAG口，仿真器和調(diào)試工具價(jià)格昂貴，不能夠?qū)φ谶\(yùn)行的系統(tǒng)進(jìn)行即插式調(diào)試，調(diào)試前需要重新啟動系統(tǒng)，重新下載程序等繁瑣步驟。對正常運(yùn)行系統(tǒng)是不可能采用這種調(diào)試手段的。

隨著裝置多CPU系統(tǒng)的出現(xiàn)，對整體系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)試需求更加急迫，并且系統(tǒng)正常運(yùn)行起來后，能夠?qū)ο到y(tǒng)的變量進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，這些問題都需要采用更先進(jìn)的調(diào)試手段來解決這些問題。

以往的嵌入式程序調(diào)試，只能根據(jù)編譯器形成的符號表，符號表中只包括了系統(tǒng)在編譯階段靜態(tài)分配的數(shù)據(jù)的地址，調(diào)試時(shí)能夠根據(jù)這些變量名查詢到分配全局變量的地址。而動態(tài)分配的變量是在程序初始化運(yùn)行中分配的，這些變量在運(yùn)行前地址是未知的，由于CPU運(yùn)行的是2進(jìn)制指令，在運(yùn)行過程中也不知道內(nèi)存地址和變量的對應(yīng)關(guān)系，從而這些動態(tài)分配的內(nèi)存缺乏有效的調(diào)試手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺點(diǎn)，提出一種基于命名變量的全景數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)調(diào)試代理、主機(jī)可視化編程調(diào)試軟件的配合，實(shí)現(xiàn)了所有變量的在線實(shí)時(shí)調(diào)試功能，極大提高了調(diào)試效率，加快了應(yīng)用程序的開發(fā)進(jìn)度。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于命名變量的全景數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)調(diào)試方法，其在一種由調(diào)試主機(jī)、板卡式設(shè)備構(gòu)成的調(diào)試裝置上實(shí)現(xiàn)，所述板卡式設(shè)備包括：運(yùn)行有調(diào)試代理程序的主CPU板卡，以及與該主CPU通訊的多個(gè)從CPU板卡，所述調(diào)試主機(jī)上運(yùn)行有調(diào)試主程序，調(diào)試方法包括如下步驟：

第一步：調(diào)試主機(jī)根據(jù)編譯器獲得各靜態(tài)變量在從CPU板卡的內(nèi)存地址，調(diào)試主機(jī)掃描從CPU板卡的應(yīng)用源程序獲得各結(jié)構(gòu)體中所有動態(tài)變量相對于結(jié)構(gòu)體的偏移地址；

第二步：調(diào)試代理程序?qū)⒌谝徊街姓{(diào)試主機(jī)獲取的各結(jié)構(gòu)體中所有動態(tài)變量相對于結(jié)構(gòu)體的偏移地址下載到本地；

第三步：各從CPU板卡的CPU向調(diào)試代理程序注冊本地運(yùn)行程序所需的所有結(jié)構(gòu)體，并將這些結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的首地址發(fā)送給調(diào)試代理程序；

第四步：調(diào)試代理程序根據(jù)各結(jié)構(gòu)體首地址以及各結(jié)構(gòu)體中所有動態(tài)變量相對于結(jié)構(gòu)體的偏移地址，得到各結(jié)構(gòu)體種所有動態(tài)變量的內(nèi)存地址；

第五步：通過靜態(tài)變量、動態(tài)變量所在從CPU板卡的內(nèi)存地址進(jìn)行靜態(tài)變量、動態(tài)變量的實(shí)時(shí)查看和實(shí)時(shí)修改。

注冊變量是動態(tài)分配變量的重要調(diào)試手段，先進(jìn)的繼電保護(hù)裝置中保護(hù)功能都是可組態(tài)的，這意味這保護(hù)功能都是運(yùn)行時(shí)刻確定，不是預(yù)先分配好的。這些保護(hù)對象都是動態(tài)對象，對于這些動態(tài)對象的在線實(shí)時(shí)調(diào)試是保護(hù)開發(fā)人員最關(guān)心的。本發(fā)明通過注冊機(jī)制，使動態(tài)對象(結(jié)構(gòu)體的實(shí)例)在進(jìn)行初始化時(shí)，將對象的名稱和對象的內(nèi)存地址通過通信鏈路向調(diào)調(diào)試代理程序進(jìn)行注冊。調(diào)試代理程序結(jié)合本地存儲的成員變量偏移表(各結(jié)構(gòu)體中所有動態(tài)變量相對于結(jié)構(gòu)體的偏移地址所構(gòu)成的列表)，就能夠生成出該動態(tài)對象(結(jié)構(gòu)體的實(shí)例)的所有成員(動態(tài)變量)的地址信息供主機(jī)調(diào)試系統(tǒng)在線調(diào)試。

進(jìn)一步的，本發(fā)明第五步中，實(shí)時(shí)查看動態(tài)變量值的方法是：調(diào)試人員在調(diào)試主程序中選擇需查看的動態(tài)變量名稱，調(diào)試主程序向調(diào)試代理程序發(fā)送該需要查看的動態(tài)變量名稱，調(diào)試代理程序查詢獲得該動態(tài)變量所在從CPU板卡中的內(nèi)存地址，并根據(jù)所述從CPU板卡的該內(nèi)存地址獲得該動態(tài)變量的當(dāng)前值，發(fā)送給調(diào)試主程序予以顯示。

進(jìn)一步的，本發(fā)明第五步中，實(shí)時(shí)修改動態(tài)變量值的方法是：調(diào)試人員在調(diào)試主程序中輸入需修改動態(tài)變量的新的賦值，調(diào)試主程序?qū)⑿栊薷牡膭討B(tài)變量的名稱及新的賦值發(fā)送給調(diào)試代理程序，調(diào)試代理程序根據(jù)該動態(tài)變量的名稱查詢該動態(tài)變量所在從CPU板卡的內(nèi)存地址，并將新的賦值寫入與該動態(tài)變量對應(yīng)的從CPU板卡內(nèi)存地址中。