[发明专利]一种嵌入式多核环境下应用程序的调试方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机的应用程序调试方法，具体涉及一种嵌入式多核环境下应用程序的调试方法。

背景技术

随着应用需求的扩大和技术的不断进步、单核处理器性能提升越来越困难，单核嵌入式架构已难以满足相应处理要求，多核技术是处理器发展的必然趋势，并广泛应用于汽车、通信、信息电器、医疗、军事等行业的智能化装备中。多核技术带来更高的处理器性能、更高的功率利用效率和针对嵌入式设备更小的物理内存体积，同时也显著增加了嵌入式系统复杂度。为充分发挥多核以及多处理解决方案的潜能，仅仅拥有上述优势还不够，还需要发展相应软件(软件的串并转换、高效率的并行算法等)，改进目前的编译器技术，尤其需要采用新的调试方法和工具，以帮助软件和硬件开发人员在完整的嵌入式多核环境中高效地进行调试工作，进而对“编译-编辑-调试”的流程进行优化，使多核架构能得到成功普及。

现阶段，虽然多核架构芯片已成为高端嵌入式产品的首选，但国内外在嵌入式多核系统的调试技术方面所做的研究工作较少，作为单核架构下首选的项目调试器(GNU Project debugger，GDB)只具有单核调试功能，虽然能在嵌入式Linux操作系统支持下调试多核架构下的程序，但原有单核调试功能远不能满足调试人员多核调试的需求。

此外，国内嵌入式领域的各种开发大多都只是集中在利用第三方或开源的工具进行各种应用开发的阶段。对于任务级调试工具而言，需要有相对成熟嵌入式操作系统的支持，很难开发出独立于操作系统的应用程序调试工具。目前，对于开发人员来说，只能够通过开发工具提供的调试方法，逐步地调试自己的程序。而在近年能对嵌入式多核系统独立进行软件调试的工具比较少，主要包括如下两种：

(a)实视图调试器(RealView Debugger)：开发人员可以同时对两个处理器进行调试，带有同步功能，可以使两个处理器内核同时启动或者停止。在多处理器上运行的代码可以使用单一调试核在同一会话期实现独立或同步的停止、开始和步进；该调试解决方案还支持某个内核上的断点或在更多其他内核上产生断点，调试人员可选择外部寄存器和存储器值。但是实视图调试器对超过两个核不具备调试能力，多核调试功能也不够全面。

(b)全视图调试器(TotalView Debugger)：是一个Linux操作系统并行环境下的纯软件调试工具，它的集成开发环境(Integrated Development Environment，IDE)、多线程(进程)调试能力、内存调试能力、集群调试能力在业界都是无与伦比的，它可以完成复杂的测试以及多个核和多个应用软件之间的同步。但全视图调试器与Linux操作系统联系紧密，多核调试功能也不够全面。

目前，基于多核的嵌入式操作系统一般都是多任务操作系统，如Linux等，而开发的各种应用程序实际上就是一个在操作系统支持下在各种嵌入式平台上运行的应用程序，多个任务在操作系统的支持下，协同完成各种设计功能。在这样一种嵌入式开发的环境下，能够尽可能少地影响其它任务运行的情况下进行应用程序调试显得越来越重要。因此，研究独立于操作系统、独立于嵌入式开发工具的多核环境下应用程序调试方法具有相当重要的现实意义。

为了更好地理解本发明，以下对本发明涉及的专业术语加以解释：

(1)远程通信协议(Remote Serial Protocol，RSP)：

远程通信协议(RSP)是一种通过串口、网口等至少支持半双工通信的媒介进行ASCII数据传输的协议，通过RSP进行数据传输时，将所传输的数据打成RSP数据包，RSP数据包以字符$作为开始，字符$之后为数据，数据由一个或多个ASCII字节组成，以字符#作为数据的结束，在字符#后，还有两个ASCII字节作为前述数据的校验和。

(2)远程交叉调试：