[发明专利]一种基于虚拟断点指令的无缝片上系统调试方法

说明书

技术领域：

本发明属于集成电路领域，具体涉及一种片上系统的调试方法。

背景技术：

国际半导体技术路线图(ITRS：International Technology Roadmap for Semiconductors)指出，调试和定位问题所需要的时间，将会随着工艺的进步呈指数型增长。据文献AReconfigurable Design-for-Debug Infrastructure for SoCs(M.Abramovici，Paul Bradley，Kumar Dwarakanah，et al.，In Proceedings ACM/IEEE Design Automation Conference(DAC)，2006：7-12)所述，在整个片上系统的设计过程中，从第一次投片到最后成功的实现所有功能，硬件调试的时间已经接近整个时间的35％，而且这个数字随着集成度的提高还会增加。以调试灵活性和覆盖面为驱动的片上系统调试方法的设计中，如何更加合理地设计调试手段，成为了一个重要的挑战。

插入断点指令的调试方法，是片上系统调试的一种有效且灵活的手段。该方法通常采用在预期指令流位置插入断点指令，当调试目标机运行到该指令时，暂停系统的运行状态，进入调试状态，调试用户可以通过调试手段观测系统的当前状态信息。退出调试模式前，需要把插入的断点指令置换为原指令，控制目标机从该指令的位置重新开始执行，以此确保原指令运行序列的正确性。另外，调试用户没有删除断点指令之前，是希望该断点指令一直有效的，这样，当指令流循环运行到此位置时，该断点指令仍然有效，以此实现调试用户对某一特定状态的监测。

若按照上述方法，进行断点指令插入设计时，将出现如附图1、2所示情况。附图1中，在预期的A位置插入断点指令，在断点指令执行后，调试用户介入，退出调试之前，恢复原A位置的指令。插入的断点指令被执行了一次后，就被置换回原来指令，那么如果断点指令为循环体内的指令，再一次执行到该位置时，已没有断点指令。换句话说，在调试用户没有删除断点的前提下，断点指令在执行一次后，被自动清除。

附图2中，在预期的A位置插入断点指令，在断点指令执行后，调试用户介入，退出调试之前，未恢复原A位置的指令。退出调试后，目标机从A位置开始运行，断点指令再次命中，如此无限循环执行，系统异常。

发明内容：

调试方法的可控制性，要求调试用户可以通过调试器有效的控制目标机的运行状态和待调程序的执行过程。调试方法的低入侵性，则要求调试过程不改变原有程序的执行行为，不对原有程序运行结果产生影响。基于上述两个要求，本发明实现了一种基于虚拟断点指令的调试方法。该方法通过在停顿指令后插入虚拟断点指令(该断点指令执行时，调试者不可见)，利用该断点指令执行的时间槽即时间间隙，完成预期断点指令的恢复，在没有被调试删除之前，预期断点指令一直有效。同时，确保每次执行到预期断点指令时，目标机的正确运行。具体内容如下：

一种基于虚拟断点指令的无缝片上系统调试方法，包括如下步骤：在预期插入断点指令的A位置，插入预期断点指令，目标机运行到该预期断点指令时，进入调试模式，打开调试窗口，调试用户介入调试；在退出调试模式前，将A位置的原指令恢复，在目标机指令流中下一条指令位置，称之为B位置，插入一个虚拟断点指令，利用该虚拟断点指令执行的时间槽，完成预期断点指令的恢复，关闭调试窗口，退出调试模式；所述虚拟断点指令在调试运行过程中用户不可见。

本发明的有益效果是：所述方法无需用户干预，实现一次插入断点后，断点行为持续有效，直至用户将断点清除，为嵌入式片上系统的调试提供了灵活且高效的手段。

附图说明：

图1是预期插入断点指令一次有效运行示意图。

图2是预期插入断点循环执行运行示意图。

图3是本发明插入虚拟断点指令运行示意图。

图4是本发明的互联结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做详细描述。