[發明專利]系統芯片斷點方法

有效

• 申請號: 201110052997.1
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102193852A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 伊曼紐爾·希克斯蘇;埃爾查南·拉什奈克;莫伊斯·納翁
• 申請（專利權）人: 摩比萊耶科技有限公司
• 主分類號: G06F11/267
• 分類號: G06F11/267
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

技術領域

本發明涉及包括中央處理單元(CPU)和多個計算元件的信號處理系統芯片(SoC)，具體地說，本發明涉及用于在CPU和多個計算元件進行處理期間實現斷點并進行調試的方法。

相關技術

自上世紀九十年代以來，集成電路(IC)設計已經從芯片組觀點演變為基于嵌入式內核的系統芯片(SoC)的構思。SoC集成電路包括各種功能塊，例如，微處理器、接口、存儲器陣列和數字信號處理器(DSP)。由此產生的SoC已經變得相當復雜。此外，在設計這些SoC時所使用的技術與芯片設計的復雜度是不成比例的。除了對組件化的功能塊的預先測試之外，塊與塊之間的接口是通過各種眾所周知的技術來進行功能驗證的。預防(Preventive)步驟包括寫入很多向量以核查設備的功能性，運行代碼覆蓋工具(code?coverage?tool)以評估測試結果。掃描鏈測試在現有技術中是眾所周知的，其允許確定包含在功能塊中的各個存儲器和寄存器的內部狀態。通常，不論這些測試等級如何，會在由此產生的SoC中遇到問題。此外，設備已經被制造以后，如果在設計中存在問題，則非常難以確定問題的原因。這個難點可能是由于成為問題的可能來源的功能塊的數量以及缺乏對SoC設備的內部操作的可見性。此外，設備的操作可能與通常用于驗證功能塊的接口的簡單功能向量明顯不同。

盡管付出了這些努力，但是功能問題會發生在所制造的設備中。發生功能問題的可能性會隨著SoC的復雜度的增加而增大。對于這種復雜的系統，幾乎不可能寫入向量以測試功能塊的功能操作的所有不同的組合。而且，可能存在設計者未想到要測試的功能特征。此外，功能問題可能在操作的持續周期以后發生，并且因此不能通過運行簡單的測試向量被容易地檢測到。

當被制造的SoC發生功能問題時，設計者試圖通過觀察內部寄存器、內部存儲器的狀態或者通過監控設備管腳的輸出(例如，通過各種現有的技術手段比如對設備管腳的測試探測，以及使用計算機驅動調試接口的更復雜的方法)來確定問題原因。通常，存在對SoC設備的內部狀態的不足的可見性。在這些情況下，設計者必須推斷出功能失效的原因是什么。因此，在問題被校正以前可能需要對電路設計進行幾次修改。

因此，存在對用于調試包括了多個功能塊，例如CPU和多個計算元件的系統芯片的方法的需要，并且具有這種方法將是非常有利的。

現在參照圖1，圖1示出了傳統的系統芯片(SoC)10，其包括由交叉矩陣111連接的CPU?101和多個計算元件109。系統10包括共用存儲器103和用于訪問存儲器103的共用直接內存存取(DMA)單元105。可選擇地，傳統的系統10可以配備有總線和總線仲裁器以代替交叉矩陣111。當CPU?101在計算元件109中的一個上運行任務時，CPU?101將任務描述符傳送給計算元件109，所述任務描述符包括各個參數：期望操作(操作碼)和指定任務的運算對象，然后，CPU?101指示計算元件109開始處理該任務。優選地，具體的操作碼被提供在指令字內，該指令字還包括各種控制位。然后，CPU?101監控每個計算元件109的完成狀態以獲得相應的結果，并且在任務接任務的基礎上為每個計算元件109準備進一步的任務。

簡要概述

根據本發明的一方面，提供了一種具有調試能力的系統芯片(SoC)。該系統芯片(SoC)包括中央處理單元(CPU)和連接到該CPU的多個計算元件。CPU被配置為使用任務描述符來為計算元件編制程序，并且計算元件被配置為接收任務描述符并根據任務描述符來執行計算。任務描述符包括指定計算元件的斷點狀態的字段。系統級事件狀態寄存器(ESR)附接到CPU和計算元件，并且可由CPU和計算元件存取。計算元件中的每一個具有比較器，該比較器被配置為將計算元件的當前狀態與斷點狀態進行比較。計算元件被配置為：如果和/或當計算元件的當前狀態是斷點狀態時，驅動到事件狀態寄存器(ESR)的斷點事件。計算元件中的每一個具有可操作地附接到該計算元件的停止邏輯單元，其中，停止邏輯單元被配置為停止計算元件的操作。ESR可配置以驅動到停止邏輯單元的斷點事件。除了驅動斷點事件的計算元件以外的計算元件中的一個或多個可以被停止。調試控制寄存器(DCR)可以附接到CPU和計算元件，并且可由CPU和計算元件存取。DCR將控制輸入提供給停止邏輯單元。DCR的控制輸入可配置以使當單個計算元件驅動斷點事件時，根據來自DCR的控制輸入：除了所述單個計算元件以外的所有計算元件被停止、只有單個計算元件被停止、所有計算元件被停止，或者僅有一些而非所有計算元件被停止。