基于JTAG的CSoC在线调试器系统设计与实现

摘要

目前片上系统技术已经成为设计超大规模集成电路的主流技术,也是21世纪最有前景的技术之一,为集成电路产业带来了蓬勃的发展和各种机遇。但是 SoC具有较高的集成性和复杂性，其对应的测试也非常的复杂。SoC中，嵌入式软件调试则占据了系统调试任务的绝大部分。本文基于8051微控制硬核的嵌入式操作系统CSoC，通过OCDS调试接口，实现基于JTAG的CSoC片上调试系统的研究与设计。本课题的设计分成三个部分，keil接口层、驱动层和硬件层。逻辑处理芯片选择浮华微电子的FS7805，通过高效可编程模块，对模块进行接口传输特性的软件设计，将可编程模块的接口模拟成 JTAG波形信号控制接口，最后设计最佳的波形描述符，对调试信号进行内部逻辑的正确性测试。
　　本课题对另一种调试器的实现进行了研究，该实现通过PC推算JTAG逻辑，调试信号通过调试器内部的缓存数据进行推算来获得。本文同时对比了两种实现的不同，最终从软件设计的角度得出通过PC推算JTAG逻辑的方法更加有效，且系统的可移植性与可扩展性更好。本文还从正确性角度对第二种方法实现的调试器进行测试和性能评估。
　　本课题采用较低的成本，实现了基本调试的软/硬件断点添加，单步运行和暂停，运行和终止，MCU复位和寄存器查看，读取/修改外部存储器值得读取和修改。调试过程不仅独立于 MCU，MCU运行的实时性也不受影响，对其他的调试器设计具有很高的参考价值。

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缩略语

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外的研究状况

1.3 研究的价值

1.4 论文结构安排

第二章 调试器系统框架设计

2.1 概述

2.2 调试器功能需求介绍

2.3 系统模块组成

2.4 软件设计和功能

2.5 本章小结

第三章 调试器驱动设计

3.1 keil IDE概述

3.2 keil接口介绍

3.3 调试器接口

3.4 调试器架构

3.5 本章小结

第四章 JTAG协议与OCDS设计

4.1 调试协议

4.2 JTAG协议

4.3 OCDS

4.4 本章小结

第五章 上位机驱动设计

5.1 OCDS实现

5.2 调试功能接口设计

5.3 USB驱动接口设计

5.3 本章小结

第六章 系统接口固件设计

6.1 系统固件通信连接图

6.2 FS7850结构组成与设计

6.3 通信协议

6.4 系统固件系统流程

6.5 本章小结

第七章 系统测试与性能评估

7.1 软件配置

7.2 硬件配置

7.3 KEIL调试

7.4 性能评估

7.5 本章小结

第八章 总结与展望

致谢

参考文献

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