[发明专利]一种基于DCS系统应用软件在线调试方法

说明书

技术领域

本发明属于核电站嵌入式设备技术领域，特别涉及一种基于DCS系统的应用软件在线调试的方法。

背景技术

在工业控制DCS系统中，主控制站一般由嵌入式设备和运行于设备上的嵌入式软件构成，嵌入式软件通常分为两部分，一部分是操作系统，一部分是应用软件。“操作系统”用来实现boot、驱动、通讯等通用功能，应用软件实现用户的业务逻辑。在核电DCS行业，因安全标准原因，通用操作系统无法满足核电标准审查和质量要求，操作系统功能需要由DCS提供商自主研发，这部分虽实现类似操作系统功能但实质是无操作系统，应用软件部分与带操作系统DCS并无太大区别。在DCS工程实施过程中，应用软件的业务逻辑，规模庞大而复杂，需要在运行过程中对应用软件进行在线调试，支持强制、写入、释放等功能，否则这些应用软件正确性难以得到有效验证，产品质量存很大隐患。对于某些操作系统的平台，应用软件的调试可以通过操作系统提供的API实现，但对于无操作系统的DCS平台，应用软件在运行过程中的实时调试，就成了摆在DCS提供商一道难题。

而目前常见的嵌入式设备应用软件的调试系统有多种，但都存在一定问题，例如：高安全算法组态软件Scade仅支持PC机上仿真状态下，变量数据的监视与调试，但不支持与嵌入式设备连接并在线进行调试功能。三菱核电专用算法软件工具支持在线调试功能，但实现细节未知。CodeSys算法软件工具支持在线调试，但需要在嵌入式设备部署专用调试器。

因此，目前对运行在嵌入式设备上的应用软件的调试而言，存在：

1、调试器通常需要操作系统支持，对于无操作系统调试器，需要开发专用调试器，开发难度大、成本高

2、调试器通常会中断程序运行，无法在应用软件实际运行过程中运用。

3、调试器通常面向具备计算机专业技术的人员，不适用于工程应用人员。

4、不能实现强制功能，通常情况下，在算法运行的中间过程中，数据被强制后，会被后续执行的数据覆盖，难以达到强制目的。

发明内容

为了克服无操作系统嵌入式设备在线监视功能实现技术难度大、成本高的缺点，主要依赖应用软件机制解决无操作系统嵌入式设备在线调试功能的方法，本发明提供了：一种基于DCS系统应用软件在线调试方法，包括可运行应用软件的嵌入式设备，和与嵌入式设备互相连接的计算机设备，所述嵌入式设备还包括数据通讯模块，所述嵌入式设备通过所述数据通讯模块与所述计算机设备实现数据交互，其特征在于，所述嵌入式设备还包括应用软件数据区，所述应用软件数据区包括与所述应用软件的局部变量一一对应的全局变量，所述计算机设备通过所述全局变量，实现与所述应用软件数据内容的读写访问。

本发明通过全局变量，可以对运行于无操作系统的嵌入式设备的应用软件的调试，并且，本发明的调试方法支持对编译后的应用软件调试，支持嵌入式设备现场在线调试；又因为，本发明的调试方法无需开发专用调试器，因此使用、部署成本低。

这里，全局变量包括：强制标示、全局数据和强制数据；

1)通过所述计算机设备为需要监测的全局变量的强制数据赋值，并将所述全局变量的强制标示设置为"1"；

2)启动所述应用软件；

3)所述应用软件在运行过程中，判断所述应用软件局部变量对应的所述全局变量的强制标示是否为"1"，如果是，执行步骤4)，反之执行步骤5)；

4)将所述全局变量的强制数据赋值给所述局部变量和所述全局变量的全局数据；

5)将所述局部变量赋值给相应的所述全局变量的全局数据；

6)通过所述数据通讯模块将所述全局变量信息传输给所述计算机设备进行显示。

由此可见，在算法运行的中间过程中，数据被强制后，不会被后续执行的数据覆盖，实现对数据的强制赋值的目的。

优选的，所述步骤1)到所述步骤4)为所述计算机设备通过所述全局变量实现对所述应用软件数据写访问；所述步骤5)和步骤6)为所述计算机设备通过所述全局变量实现对所述应用软件数据读访问。

所述全局变量在所述嵌入式设备的内存中占用的地址空间为全局变量区，所述全局变量区至少包括三个全局变量区副本，其中，

所述第一份全局变量区副本为全局数据区，所述全局数据区用来存储所述局部变量赋值给相应的所述全局变量的数据；

所述第二份全局变量区副本为标示区，所述标示区用来存储所述强制标示，这里的；

所述第三份全局变量区副本为强制数据区，用来存储所述强制数据；