[發(fā)明專利]基于閃存應用的嵌入式系統(tǒng)的程序調(diào)試系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102662847A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 龔靜;張欽
• 申請（專利權）人: 中穎電子股份有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

技術領域

本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)技術領域，具體來說，本發(fā)明涉及一種基于閃存應用的嵌入式系統(tǒng)的程序調(diào)試系統(tǒng)及方法。

背景技術

對于嵌入式系統(tǒng)的設計，程序的大小、程序存儲的方式是設計者非常關心的問題。

當系統(tǒng)比較簡單，程序代碼比較小的時候，比如只有數(shù)十K字節(jié)甚至更小，通常選擇內(nèi)置程序存儲器的主控芯片，程序代碼直接存儲在內(nèi)置的存儲器中，整個系統(tǒng)成本比較經(jīng)濟；而當系統(tǒng)比較復雜，程序代碼比較大，比如達到數(shù)百K字節(jié)甚至以兆(M)為單位時，主控芯片已經(jīng)無法內(nèi)置這么大的存儲器，此時整個系統(tǒng)則采用外掛存儲器來存儲程序代碼的方式。

后來，隨著Nand?Flash(以下簡稱閃存)的發(fā)明，出現(xiàn)了一系列的應用比如SD卡，U盤，MP3播放器等。在這些應用中，程序代碼量比較大，考慮到已經(jīng)使用閃存來存儲歌曲或其它用戶資料，設計者可以將程序代碼也存儲在閃存中，這樣系統(tǒng)就不需要外掛另外的程序存儲器來存儲程序。

但是由于閃存是頁模式讀取數(shù)據(jù)，主控芯片無法對內(nèi)存中的程序代碼直接尋址訪問，因此在系統(tǒng)的實際設計中，會在主控芯片內(nèi)部設計一塊RAM(隨機存儲器)作為程序暫存空間。系統(tǒng)在工作時，先將程序從閃存中讀入主控芯片內(nèi)部的RAM中，再執(zhí)行即可。考慮到主控芯片內(nèi)部無法設計太大的RAM，因此往往采用分段加載程序代碼段1～N的方式實現(xiàn)，如圖1所示。

上述系統(tǒng)架構的特點包括：

1)主控芯片內(nèi)不用設計很大的內(nèi)部存儲器來存儲程序代碼。

2)程序代碼被分割為很多個小的代碼段(代碼段0，代碼段1，...)，存放在外部的閃存(Nand?Flash?Memory)中。

3)主控芯片內(nèi)部設計一個較小的RAM，緩存程序。

4)分段加載程序到RAM，CPU從RAM中取指令執(zhí)行；如圖2所示為上述系統(tǒng)架構的一個示例性的程序執(zhí)行流程圖。

不可否認，該系統(tǒng)架構有非常明顯的優(yōu)勢：

1)程序代碼存儲在閃存中，在主控芯片中不用設計很大的內(nèi)部RAM來存儲程序代碼，因此整個主控芯片成本可以控制得較小。

2)程序代碼分段存儲，分段加載到RAM中執(zhí)行，這種分段加載、分段執(zhí)行的方法，可以使RAM設計得很小，因為某時刻，只需要加載某一小段程序代碼進RAM執(zhí)行，而不是加載所有的程序。

例如，程序代碼總長度為200K字節(jié)，可以將程序代碼切分為25小段，每段長度8K字節(jié)。

1)200K字節(jié)程序代碼存儲在閃存中，不用在主控芯片內(nèi)部設計一個200K字節(jié)大規(guī)模存儲器。

2)芯片內(nèi)部只用設計8K字節(jié)的RAM，任何時刻只用將某一小段程序加載進RAM來執(zhí)行，這樣RAM可以設計得很小。

雖然這種程序代碼存儲在外部閃存中、程序分段加載到RAM執(zhí)行的系統(tǒng)設計具有很好的成本優(yōu)勢，但是也存在一些問題。例如，因為程序不是一次性地加載到RAM中執(zhí)行，而是分段加載，所以在調(diào)試程序時，如何定位程序執(zhí)行的位置，以及如何定位斷點的位置都會很麻煩，無法實現(xiàn)完整的源代碼調(diào)試，導致程序調(diào)試極其不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于閃存應用的嵌入式系統(tǒng)的程序調(diào)試的系統(tǒng)及方法，能夠定位出程序執(zhí)行的準確位置和斷點的準確位置，實現(xiàn)完整的源代碼調(diào)試，方便程序調(diào)試，極大地提高程序開發(fā)的效率。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于閃存應用的嵌入式系統(tǒng)的程序調(diào)試系統(tǒng)，包括：

主機終端，其上具有程序調(diào)試工具；

主控芯片，與所述主機終端相連接；以及

閃存，與所述主控芯片相連接，其上存儲有待調(diào)試程序的多段代碼，分別位于不同段編號的代碼段內(nèi)；

其中，所述主控芯片包括：

隨機存儲器，用于暫存從所述閃存中加載進所述主控芯片的代碼；

中央處理器，與所述隨機存儲器相連接，用于從所述隨機存儲器中取出代碼執(zhí)行；

程序計數(shù)器，用于記錄所述中央處理器從所述隨機存儲器中取代碼的地址；以及

代碼段寄存器，用于記錄當前從所述閃存中加載到所述隨機存儲器中的代碼所在的代碼段的段編號。

可選地，所述主控芯片還包括斷點列表和斷點比較器，其中：

斷點列表用于記錄所述程序調(diào)試系統(tǒng)執(zhí)行的所有斷點信息，其包括：

斷點代碼段寄存器，用于記錄各個斷點所在的代碼段的段編號；

斷點程序計數(shù)器，用于記錄各個斷點在其代碼段內(nèi)的段內(nèi)偏移地址；以及