[发明专利]基于中断通讯的嵌入式系统的在线调试仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统，尤其涉及对嵌入式系统的在线调试仿真方法。

背景技术

嵌入式系统的调试仿真一般分为软件离线仿真和在线硬件调试仿真，软 件离线仿真对仿真程序要求比较高，且得不到实际运行过程中硬件的实时信 息，而嵌入式系统一般直接和硬件打交道，因而此方法受到局限。

在线硬件调试仿真可直接在运行硬件系统上进行在线调试仿真，传统的 单片机仿真器硬件系统有的采用专用仿真的单片机。如ARM架构的微处理 器(MCU)，通常都有JTAG协议及硬件支持来实现在线调试仿真，能够得 到运行过程中的实时信息，最大程度地提高了调试仿真效率。对于自身没有 专用硬件支持的微处理器(如51系列MCU)也有仿真器支持在线调试仿真， 但使用仿真器无疑提高了开发成本，且受到仿真器的制约。有的采用两套单 片机，一个单片机用于仿真，另一个单片机则用于目标单片机。这样同样也 会提高开发成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于中断通讯的嵌入式系统在线调 试仿真方法，无需额外硬件即可实现在线调试仿真，且资源占用少。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于中断通讯的嵌入式系统 的在线调试仿真方法，该嵌入式系统同时作为调试目标系统和仿真器并具有 一通讯接口，可接收调试主机通过该通讯接口发送的中断信号及操作指令， 该在线调试仿真方法包括：

需要将运行着的用户程序挂起时，所述调试主机向所述嵌入式系统发送 中断信号后再发送准备调试的指令；所述嵌入式系统响应中断后，接收和执 行所述指令，先保存堆栈中的程序指针和用户程序断点现场信息，再修改椎 栈中的程序指针为监控所述通讯接口的一死循环的入口地址，将运行状态置 为调试态后，中断返回到该死循环；

需要恢复用户程序运行时，所述调试主机向所述嵌入式系统发送中断信 号后再发送准备运行用户程序的指令；所述嵌入式系统响应中断后，接收和 执行所述指令，将保存的程序指针和用户程序断点现场信息重新存入对应堆 栈位置，将运行状态置为用户程序运行态后，推栈恢复用户程序断点现场， 中断返回到用户程序被挂起的位置继续运行。

进一步地，上述在线调试仿真方法还可具有以下特点：

所述嵌入式系统处于调试态或用户程序运行态时，所述调试主机向所述 嵌入式系统发送中断信号后发送指令对所述嵌入式系统的数据和/或寄存器 进行读、写操作；所述嵌入式系统响应中断后，接收和执行所述指令，判断 当前运行状态为调试态或用户程序运行态时，推栈恢复断点现场，中断返回 到所述死循环或用户程序。

进一步地，上述在线调试仿真方法还可具有以下特点：

需要实现用户程序的单步运行时，在所述嵌入式系统处于调试态时，所 述调试主机向所述嵌入式系统发送中断信号后发送准备单步运行的指令，所 述嵌入式系统响应中断，接收、执行所述指令后，将保存的程序指针和用户 程序断点现场信息重新存入对应堆栈位置，置位所述通讯接口中断标识产生 软中断并将运行状态置为单步运行态后，推栈恢复用户程序断点现场，中断 返回到用户程序，运行一条指令后响应所述软中断；

所述嵌入式系统响应软中断后，判断当前运行状态为单步运行态，先保 存堆栈中的程序指针和用户程序断点现场信息，再修改椎栈中的程序指针为 所述死循环的入口地址，将运行状态置为调试态后，中断返回到该死循环， 完成了对用户程序的单步运行。

进一步地，上述在线调试仿真方法还可具有以下特点：

需要实现用户程序的多步运行时，在所述嵌入式系统处于调试态时，所 述调试主机向所述嵌入式系统发送中断信号后发送准备单步运行的指令，并 设置一步数值，所述嵌入式系统响应中断，接收、执行所述指令后，将保存 的程序指针和用户程序断点现场信息重新存入对应堆栈位置，置位所述通讯 接口中断标识产生软中断并将运行状态置为单步运行态后，推栈恢复用户程 序断点现场，中断返回到用户程序，运行一条指令后响应软中断；