[发明专利]一种实时系统的软件分析系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及软件跟踪技术，具体而言，涉及一种实时系统的软件分析系统与方法。

背景技术

在汽车电子领域里，对于时间片调度的实时嵌入式软件系统，尤其是功能复杂的系统，任务调度顺序、执行时间、以及最坏情况软件的执行时间，在软件开发阶段成为了必不可少的调试内容。但是传统的集成开发环境(IDE，Integrated Development Environment)能够提供的调试方法，比如打断点、监视ROM、RAM、反汇编、观察寄存器、堆栈解析，并不包含调用顺序、执行时间的测量。

基于此，现有技术，某些调试工具的厂商提供了包含对调用顺序、执行时间的测量功能，但是需要购买昂贵的仿真器和配套的上位机软件，利用仿真器代替原有的微处理器，进行软件执行顺序跟踪与执行时间的测量。仿真器在测试的过程中代替原有的微处理器，通常不能兼容不同厂商的微处理器，在产品升级换代中，需要重新购买与新微处理器相应的仿真器，会花费额外的人力成本和设备成本。

上述利用仿真器代替原有的微处理器，进行软件执行顺序跟踪与执行时间的测量，一方面，仿真器价格昂贵；另一方面，仿真器在不同的处理器平台上无法通用。例如，平台A需要对应的仿真器A，如果换到平台B，则需要对应的仿真器B，仿真器A则无法再使用。此外，平台更换时，需要设置测试环境，则需要人员的培训和学习来了解和适应新的或不同的平台，人力成本高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种实时系统的软件分析系统及方法，提供了在实时系统的开发中，任务、中断处理执行的时序(任务调度)，执行时间，以及最大软件负载时的执行时间的跟踪、测量方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种实时系统的软件分析系统，用于对包括处理器的目标板进行监视和性能分析。所述软件分析系统包括电性连接的监视器及监视分析模块，目标板的输出端口与监视器的端口连接。监视器的端口包括I/O接口和/或CAN接口，监视器的端口类型可被监视分析模块设置为与目标板输出端口匹配。监视器用于加载时间戳、存储目标板的跟踪数据，并周期地上传跟踪数据至监视分析模块。监视分析模块用于输入目标板的软件任务清单、设置监视器端口、生成并嵌入可实时跟踪目标板任务的跟踪模块至目标板软件，及分析目标板的跟踪数据得出目标板任务执行顺序和/执行时间。

作为一种可选的实现方案，所述监视器包括接口模块、存储模块和用于加载时间戳的时钟模块。所述接口模块的端口类型可更改地与目标板输出端口匹配；存储模块用于存储目标板的跟踪数据，并周期地上传跟踪数据至监视分析模块；所述跟踪数据包括目标板跟踪信息和加载的时间戳。

作为一种可选的实现方案，所述监视分析模块包括任务输入模块、端口设置模块、跟踪模块、嵌入模块及分析模块；其中，任务输入模块用于输入目标板的软件任务清单。

作为一种可选的实现方案，所述端口设置模块用于配置监视器用何种接口监视目标板数据，生成固件，并可以将接口配置烧写固件到监视器中。

作为一种可选的实现方案，所述端口设置模块还用于自定义CAN消息ID和消息格式。

作为一种可选的实现方案，所述跟踪模块为根据接口配置、软件任务清单、自定义信息生成的跟踪包，且该跟踪包在调试过程中嵌入至目标板；所述嵌入模块用于提供跟踪模块嵌入的目标板软件的方式，包括在任务的入口加入与此任务对应的打印函数；在任务的出口加入与此任务对应的打印函数；以及编译、加载和运行目标板的可执行文件。

作为一种可选的实现方案，所述分析模块用于根据跟踪数据，绘制目标板的软件任务调用顺序，执行时间直方图，并提供每个任务的统计数据。

作为一种可选的实现方案，所述统计数据包括每个任何的最大、最小执行时间，平均执行时间，执行周期，以及在整个统计任务中的百分比中的一项或多项。

作为一种可选的实现方案，所述跟踪模块包括目标板的处理器需要完成的任务列表及定义和处理器跟踪驱动单元，其中处理器跟踪驱动单元包括目标板的处理器I/O口或者CAN接口的初始化模块和对处理器I/O口或者CAN接口的输出模块。

根据本发明的另一个方面，提供了一种实时系统的软件分析方法，其适用于上述的软件分析系统。该方法包括：

输入目标板的软件任务清单；

配置监视器的端口类型和自定义信息；

根据接口配置、软件任务清单、自定义信息生成跟踪模块；

将跟踪模块嵌入至目标板软件，并编译、加载和运行目标板的可执行文件；