[发明专利]一种嵌入式系统可执行代码的调试装置、调试方法及嵌入式系统

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式系统调试技术领域，尤其涉及一种嵌入式系统可执行代码的调试装置、调试方法及嵌入式系统。

背景技术

嵌入式系统是执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统，是现代科学的多学科相互融合的产品。它以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，并且引入了传感器技术，甚至关联到了互联网技术的应用。嵌入式系统的特点是，软件以固化态出现，也称为固件(firmware)，固件一旦设计完成就很难更改，维护成本较高；硬件的设计具有很强的针对性，可靠性高，成本低，体积小，功耗少，这使得嵌入式系统具有良好的应用前景。

嵌入式系统不仅和一般的PC机上的应用系统不同，就是针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一，简单，且在兼容性方面要求不高，但是在大小，成本方面限制较多。嵌入的目的主要是用智能化提高宿主设备的功能。嵌入式系统可大可小，位数可多可少，完全由能满足宿主设备的功能要求来决定。

目前嵌入式系统的应用已经十分广泛。小到手机、智能卡、汽车、电梯、厨房设备、电视、录像机以及娱乐系统，大到工业机器人、医药设备、电话系统、卫星、飞行系统等都有嵌入式系统的应用。

嵌入式系统在硬件构架上以嵌入式处理器为中心，配置存储器、输入输出(Input/Output，简称“I/O”)设备、通信模块等必要的外设；软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口(Application Programming Interface，简称“API”)，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包(Board Support Package，简称“BSP”)。软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。

嵌入式系统调试时，主机上运行的集成开发调试工具，也即调试器，通过仿真器和目标机相连。仿真器出来宿主机和目标机之间所有的通信，这个通信口可以是串口、并行口或者高速以太网接口。仿真器通过接口，比如边缘扫描接口(JTAG/IEEE1149.1)等，和目标机相连。

在嵌入式系统研发过程中，设备使用开发工具的调试器进行程序调试是重要问题解决和故障定位手段。但在有些情况下，调试器定位会受到限制，比如：系统已经发货在线运行，用户现场不能或者不具备使用调试器的环境，而又必须在现场定位解决问题，那么，是无法进行函数级别的在线调试和故障定位的；或者，对于时间要求严格的系统，调试模式下工作和正常程序运行模式下工作是有很大差别的，必须在非调试模式下定位程序运行问题；或者对于多任务系统下的被调用函数的复杂调用关系，调试器只能断点而无法判断上级调用任务关系，等等。

另外，虽然嵌入式设备都有网管进行某些功能的上报和记录，但对于某些功能的中间执行过程或者中间执行结果无法支持获取，和此相关的嵌入式系统问题定位通常会依靠日志功能，通过获得日志文件完成系统异常的分析及错误原因定位，日志的重要之处在于记录随机发生的不可预知事件，是现有已知流程运行的必要补充及定位手段。但当前系统中的日志功能，灵活性很差，增加新的监测的内容，都需要修改代码重新编译后重新加载执行才能获得数据，而对于程序原先没有计划而感兴趣的内容，如果没有间接手段，就无法获得执行信息。另外对于进入异常分支记录，功能执行流程关系等全局信息更是无能为力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术可执行代码的可调式性和使用灵活性较差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种嵌入式系统可执行代码的调试装置，其包括：

被调试功能函数化及追踪模块，用于将每一个原子的被调试功能单元在代码中以函数实现，定义为函数单元，所述函数单元组成被调试对象，并且，在每个函数单元中配置追踪函数，追踪函数用于可执行代码调试中函数单元执行轨迹、调用关系及数据的追踪；

映射表生成模块，用于使用追踪函数，在函数单元被首次调用时，注册到数据结构单元中，使用符号代表函数单元，建立符号和函数单元相互对应的对应表；

调试方式配置及数据记录模块，用于接收调试指令，检测或者运行被调试对象，依靠代码执行过程中各函数单元的追踪函数，以符号及数据的形式记录被调试对象的函数单元的运行信息，保存到数据结构单元；

调试信息获取模块，用于根据调试指令涉及的函数单元，查找符号和函数单元相互的对应表，得到调试指令涉及的函数单元对应的符号，根据得到的符号在数据结构单元中获取被调试对象的函数单元的运行信息。