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标题: 交叉调试方式 [打印本页]

作者: beyes 时间: 2009-3-27 23:59
标题: 交叉调试方式
这里主要介绍两种：

一、JTAG

由于 ICE 的价格非常昂贵，并且每种 CPU 都需要一种与之对应的 ICE，使得开发成本非常高，一个比较好的解决办法是让 CPU 直接在其内部实现调试功能，并通过在开发板上引出的调试端口发送调试命令和接收调试信息，完成调试过程。如在采用非常广泛的 ARM 处理的 JTAG 端口技术就是由此而产生的。

JTAG 是 1985 年指定检测 PCB 和 IC 芯片的一个标准。1990 年被修改成为 IEEE 的一个标准，即 IEEE1149.1 。

JTAG 标准所采用的主要技术为边界扫描技术，它的基本思想就是在靠近芯片的输入输出管脚上增加一个移位寄存器单元。因为这些移位寄存器单元都分布在芯片的边界上（周围），所以被称为边界扫描寄存器( Boundary-Scan Register Cell )。

当芯片处于调试状态的时候，这些边界扫描寄存器可以将芯片和外围的输入输出隔离开来。通过这些边界扫描寄存器单元，可以实现对芯片输入输出信号的观察和控制。

对于芯片的输入脚，可通过与之相连的边界扫描寄存器单元把信号（数据）加载到该管脚中去；对于芯片的输出管脚，可以通过与之相连的边界寄存器单元 “捕获” ( CAPTURE)该管脚的输出信号。这样，边界扫描寄存器提供了一个便捷的方式用于观测和控制所需要调试的芯片。

二、软件方式

软件方式调试主要是通过插入调试桩的方式来进行。调试桩方式进行调试是通过目标操作系统和调试器内分别加入某些功能模块，二者互通信息来进行调试。该方式的典型器有 Gdb 调试器。

Gdb 的交叉调试器分为 GdbServer 和 GdbClient ，其中的 GdbServer 就作为调试桩在安装的目标上，GdbClient 就是驻于本地的 Gdb 调试器。调试原理如下图所示：

Gdb 调试桩的工作流程如下：

首先，建立调试器（本地 Gdb）与目标操作系统的通信连接，可通过串口，网卡，并口多种方式。

接着，在目标机上开启 GdbServer 进程，并监听对应端口

在宿主机上运行调试器 Gdb，这时，Gdb 就会自动寻找远端的通信进程，这也就是 GdbServer 的所在进程。

在宿主机上的 Gdb 通过 Gdbserver 请求对目标机上的程序发出控制命令。这是 Gdbserver 将请求转化为程序的地址空间或目标平台的某些寄存器的访问，这对于没有虚拟存储器的简单的嵌入式系统而言，是非常容易的。

Gdbserver 把目标操作系统的所有异常处理转向通信模块，告知宿主机上 Gdb 当前异常号。

宿主机上的 Gdb 向用户显示被调试程序产生了哪一类异常。

这样就完成了调试的整个过程。这个方案的实质是用软件接管目标机的全部异常处理及部分中断处理，在其中插入调试端口通信模块，与主机的调试器进行交互。

它只能在目标机系统初始化完毕、调试通信端口初始化完成后才能起作用，因此，一般只能用于调试运行于目标机操作系统上的应用程序，而不宜用来调试目标操作系统的内核代码及启动代码。而且，它必须改变目标操作系统，因此，也就多了一个不用于正是发布的调试版。

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