MIPS 科技公司携手其他业界抢先的嵌入式处理器与 IP 开发商,决议一起选用开放式芯片协议(OCP)插槽作为标准化供货商进行片上总线集成的中立办法。本文迁就总线级片上仪器(OCI)和支撑依据OCP 体系的剖析东西进行翔实评论。
依据 OCP 的总线可进行多种高带宽操作,在根本数据传输的基础上增加了许多新的特性和功用。这些新功用包括专用总线指令方式、脉冲操作、多数据标签以及用于增加盯梢信号数量的扩展才能。附录中列出的 MIPS24K OCP 接口便是这类产品的典型。除了供给根本地址寻址和数据操作的总线接口信号外,OCP 还供给多种可选信号,以调用专用处理器的特定强化功用,如数据摆放、脉冲及多线程运转等功用。
选用 OCP 这类先进总线架构的另一个优点是,它可以更有效地和谐内部很多集成内核的杂乱作业。剖析要素包括对给定OCP 接口提出特定的问题,以及片上子体系功用等更受全球重视的问题。这些问题包括比如了解和优化传输功率、推迟、饱满、资源抵触和其他操作选项等可能对处理器元件的功用和运转发生直接影响等要素
尽管仿真是开发流程的重要环节,但无论是在原型仍是在体系级验证阶段,对硬件自身情况进行剖析也是相同重要的环节,而终究产品自身的硬件剖析就愈加重要了。在大多数情况下,比如硬件内嵌入式总线在信息剖析中所遇到的问题一般是能见度难题 —— 您很难确认自己看不到的问题。运用传统的 JTAG 扫描一般很难处理这个能见度难题,其原因在于:
因为总线运转的多周期性,在一个总线运转周期内有些信号会在不同时段变得十分活泼,调试东西应当进行接连的盯梢,而不是单个周期的瞬态图;
总线运转问题牵涉到至少两个通讯时钟(如处理器和存储器外设)。传统的调试办法,如暂停部分体系进行测验可能会带来改变并引进新的变量,然后干涉测验环节和进程;
假如问题是间歇性和少数的,那么追寻操作就应当选用触发方式,如实时捕获有重要意义的总线周期信息。
现在广泛选用的具有调试功用的嵌入式OCP 总线办法是在规划中增加片上仪器(OCI),以改进子体系接口的能见度。OCI 实际上是一个专门用来高效盯梢嵌入式信号的IP 子体系。它既不经过 JTAG 端口进行缓冲,也不经过专门的测验端口流到您的 PC 上以供观看。 OCI 可以供给成功的嵌入式规划所必需的高效盯梢功用,广泛使用于调试、嵌入式处理器运转操控和逻辑剖析。OCI 处理方案可以处理片上总线剖析中 SoC 的特定问题,并为非可见的总线接口供给强壮的调试能见度。最近OCI 处理方案已开端面市。
显现的是一个根本的多内核架构(双处理器、存储器接口和选用通用片上总线的定制化IP)和几类可使该子体系愈加简化,并可进步调试功率的可增加仪器。图1 翔实列出了本文讨论的要点——总线监测与盯梢仪器的组成部分,其他支撑或弥补的仪器分区可以包括在处理器和逻辑剖析调试的地址中。
调试仪器的功用根本可划分为两个首要类型:
·专门用于进行调试操控、支撑特定处理器和其他内核的体系内剖析分区;
·支撑盯梢和任何用户界说信号的更为通用的逻辑剖析器分区。
总线剖析一般用来处理用于通用逻辑剖析的同类仪器,也能履行总线架构和协议专用信号信息的线上处理和后处理。应当着重的是,图中所示的一切仪器都与单个 JTAG 流程链联系严密,因而需求经过定制的JTAG 操控器接口进行拜访。经过相同的JTAG 接口还可以拜访鸿沟扫描和其他传统的JTAG 功用。
处理器内核的体系内剖析器(ISA)分区可以为处理器供给特定的运转操控、触发硬/软件断点监测及实时盯梢指令和数据等操作。
FS2 ISA-MIPS 可以履行以下典型的处理器调试子体系操作:
·JTAG 内核的发动、中止、断点和单步履行;
·无限制的软件断点;
·多达15个硬件事情/断点;
·依据指令履行、存储、IO操作、地址值或地址规模、操作码类型或等级的触发操作;
·每个周期高达64 位的实时盯梢;
·履行分支盯梢信息的盯梢;
·选用指令码和履行显现的调试器。
为了最有效地使用盯梢信息,ISA 一般会选用分支盯梢信息等紧缩技能,这样就可以使ISA 会集处理指令中止,然后削减所耗费的存储器资源。盯梢信息可以与GDB等调试器软件东西流程链严密集成,完成更好的源代码剖析和相关性。只需规划和资源运用妥当,单个ISA 分区内就能集成不止一个内核(给定类型),并可作为多内核体系调试中的共享资源。
在大多数规划中,处理器仅仅需求进行体系剖析的若干子体系之一。在特别使用的协处理器、存储操控器、外设及其他功用的规划中都包括逻辑分区。逻辑与处理器IP 在调试要求上有几个重要差异。
逻辑导航器是First Silicon SolutiONs公司开发的一个通用JTAG 兼容逻辑剖析器的仪器,其首要功用包括:
·担任监测和盯梢组成进程中选取的一切用户界说信号;
·64K盯梢周期中支撑高达256 个信号(选用片上 RAM);
·门受限的使用的盯梢规模最小可达1个信号×64 个周期;
·任何盯梢信号和外部触发边际或水平的组合或接连触发;
·依据状况的次序触发器和依据仪器分区资源的计数器触发;
·同步化多仪器的可选时刻戳记 ~ 制定单周期或扩展时刻盯梢的时刻戳记,可以设置长达48位;
包括一个可经过JTAG 端口进行调试操控的JTAG 操控通用寄存器。
FS2 总线导航器等片上总线剖析器可以为总线运转供给定制化逻辑剖析仪器操作。总线剖析有两种典型的操作方式 —— 接口盯梢重要信号的方式(OCP 插槽)或总线结构内的盯梢方式。OCP具有插槽级盯梢才能,可以盯梢从每个总线主控路由到总线导航器的输入多工器的信号。既能一次对一个总线主控进行盯梢,又能依据特定使用需求对一切总线主控中选定的信号进行盯梢。
总线导航器还能确认比如给定规划的边带和可选信号的数据字的巨细和数量,以确认组成进程中RTL 操作的参数,然后完成给定规划的定制化盯梢。
总线导航器还可像用于依据OCP 状况的处理器调试操作的低推迟触发那样,为MIPS调试分区供给直接穿插触发接口分区。相同,处理器输出也可以用于总线仪器的可选输出信号,在处理器操作的基础上完成总线发动和中止的低推迟触发。