[發(fā)明專利]一種非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測裝置及評測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811607621.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109684186B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬峻巖;李尚榮;李易;張穎;劉仟金;許良;李劍龍
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測裝置，其特征在于：包括控制器、觀察者與目標(biāo)，控制器為PC電腦，觀察者由嵌入式微型計算機(jī)、調(diào)試板、時鐘同步裝置以及邏輯分析儀組成，目標(biāo)為具備標(biāo)準(zhǔn)串行調(diào)試接口的嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點，不同的網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點之間能夠進(jìn)行組網(wǎng)通信；一個觀察者測試一個目標(biāo)，多個觀察者在無線局域網(wǎng)或以太網(wǎng)下使用不同的IP地址進(jìn)行區(qū)分，多個觀察者通過各自的時鐘同步裝置完成授時，多個觀察者與一個控制器組成的網(wǎng)絡(luò)使用NTP協(xié)議進(jìn)行時間同步；控制器與觀察者之間通過無線局域網(wǎng)或以太網(wǎng)連接，觀察者與目標(biāo)之間連接調(diào)試板，觀察者使用邏輯分析儀捕獲目標(biāo)的輸出追蹤原始信息；控制器通過無線局域網(wǎng)或以太網(wǎng)控制觀察者對目標(biāo)進(jìn)行調(diào)試以及追蹤原始信息的收集，觀察者將調(diào)試信息與追蹤原始數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，控制器直接展示出調(diào)試信息并將追蹤原始數(shù)據(jù)解碼得到追蹤信息，使用分析腳本對追蹤信息進(jìn)行分析獲取網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；在已經(jīng)擁有目標(biāo)運(yùn)行工程代碼時，所述的控制器能夠?qū)Ρ粶y工程代碼添加追蹤代碼并進(jìn)行交叉編譯，控制器與觀察者之間以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，發(fā)送數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信，觀察者連接目標(biāo)進(jìn)行代碼的燒寫與調(diào)試，被測目標(biāo)全速執(zhí)行代碼時通過SWO口輸出追蹤原始數(shù)據(jù)；在未擁有目標(biāo)所運(yùn)行的工程代碼時，所述的控制器能夠發(fā)送指令給觀察者，觀察者加載事先編寫的追蹤寄存器配置，當(dāng)目標(biāo)全速運(yùn)行時將通過SWO口輸出追蹤原始數(shù)據(jù)；觀察者通過使用邏輯分析儀接收SWO口輸出的原始追蹤數(shù)據(jù)并存儲，時鐘同步裝置保證不同觀察者之間時鐘一致，并為追蹤數(shù)據(jù)添加時間戳標(biāo)記發(fā)送給控制器，控制器使用開源邏輯分析儀解碼軟件解碼追蹤原始數(shù)據(jù)并呈獻(xiàn)給測試人員，測試人員獲知目標(biāo)在某個時刻運(yùn)行過工程代碼當(dāng)中某個文件的某行，目標(biāo)的處理器經(jīng)歷過哪些狀態(tài)，進(jìn)而對目標(biāo)進(jìn)行軟件追蹤與非侵入性軟件分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測裝置，其特征在于：所述的嵌入式網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點采用ARM Cortex-M3/M4內(nèi)核，嵌入式微型計算機(jī)采用莓派3B+，時鐘同步裝置采用NavSpark-GL，調(diào)試板采用FT2232HL，邏輯分析儀基于CY7C68013A。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測裝置，其特征在于：目標(biāo)輸出的原始數(shù)據(jù)為串行格式，數(shù)位為8位，無校驗，1位停止位，數(shù)據(jù)分別由目標(biāo)內(nèi)部的指令追蹤宏單元與嵌入式追宏蹤單元編碼，通過目標(biāo)內(nèi)部的追蹤端口接口單元發(fā)出。

4.一種非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、控制器對被測工程代碼添加追蹤信息并進(jìn)行交叉編譯，交叉編譯結(jié)束后在控制器上運(yùn)行控制器腳本，在觀察者上運(yùn)行觀察者腳本，當(dāng)兩個腳本建立TCP/IP連接以后，控制器將工程代碼打包成一個壓縮包發(fā)送給所有的觀察者，所有的觀察者通過時鐘同步裝置來完成GPS授時與所有觀察者的時間同步；

步驟二、觀察者接收到工程代碼壓縮包后先將其解壓縮，然后通過調(diào)試板連接目標(biāo)，之后觀察者加載被測工程的對象文件和輔助腳本，重啟目標(biāo)，將被測對象文件重新燒入目標(biāo)，恢復(fù)目標(biāo)的運(yùn)行；確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)中的各個被測目標(biāo)節(jié)點均啟動成功后進(jìn)行下一步；

步驟三、控制器通過控制腳本發(fā)送遠(yuǎn)程調(diào)試信息、輪循內(nèi)存與獲取追蹤數(shù)據(jù)請求給觀察者；觀察者接收到遠(yuǎn)程調(diào)試請求后通過輔助腳本，將使控制器在遠(yuǎn)端使用調(diào)試指令實時調(diào)試目標(biāo)，并且實時獲得返回信息；觀察者接收到輪循內(nèi)存請求后，將在目標(biāo)板上，對控制器指定的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行輪循，并將返回值通過時鐘同步裝置添加時間戳信息后回傳給控制器；觀察者接收到獲取追蹤數(shù)據(jù)請求后，將使用邏輯分析儀捕獲并存儲目標(biāo)的追蹤原始數(shù)據(jù)輸出，然后通過時鐘同步裝置為追蹤原始數(shù)據(jù)添加時間戳，再將其發(fā)送給控制器；

步驟四，控制器發(fā)出獲取追蹤數(shù)據(jù)請求并獲得原始追蹤數(shù)據(jù)后，先進(jìn)行追蹤原始數(shù)據(jù)的解碼獲取追蹤信息，然后使用分析腳本分析追蹤信息獲取網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；

步驟五，遠(yuǎn)程重啟觀察者與目標(biāo)，重復(fù)步驟一到步驟四，繼續(xù)對目標(biāo)進(jìn)行測試。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測方法，其特征在于：步驟三使用邏輯分析儀通過SWO口捕獲并存儲由目標(biāo)板的ITM和ETM追蹤模塊追蹤到的原始數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述非侵入式的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)評測方法，其特征在于：輔助腳本采用GDB，步驟四使用邏輯分析儀軟件sigrok對原始的追蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。