ARM的嵌入式跟踪

凌阳教育

在ARM开发调试时，观察系统的实时操作对应用程序的调试时非常重要的。EmbeddedICE提供的断点及观察点将使处理器偏离正常执行序列，破坏了软件的实时行为，因此它不能完成上述功能。ARM结构的处理器采用嵌入式跟踪宏单元ETM便很好的解决了系统实时调试的问题。由调试软件配置并通过标准JTAG接口传输到ETM上。在程序执行时，ETM可通过产生对处理器地址、数据及控制总线活动的追踪来获得处理器的全速操作情况。利用已有的可编程跟踪器，追踪可配置为4位、8位或16位数据总线宽度接口。在实时仿真时，外设和中断程序依然能够继续运行。

在程序执行且通过产生对处理器地址、数据及控制总线活动的追踪来获得观察处理器全速操作情况时，需要巨大的数据宽带。例如，一个以100Mhz运行的ARM处理器产生的接口信息超过1GB/s。将这些信息从芯片取出需要大量的引脚，具有这种能力的芯片时不经济的，但是专用设备的开发必然导致成本上升。一般可采用数据压缩技术。

通过使用一系列数据压缩相关技术，ETM可将跟踪信息压缩到必要的长度，使这些信息依配置的不同通过不同的引脚传送到片外。当不需要输出跟踪时，这些引脚还可用于其他目的。

ARM实现调试的完整解决方案如图所示。EmbeddedICE单元还支持断点和观察点功能，并提供主机和目标软件的通信通道。EMT单元压缩处理器接口信息，并通过跟踪端口送到片外。这两个单元都由JTAG端口控制。SoC外部的EmbeddedICE控制器用于将主机系统连接到JTAG端口，跟踪端口分析器使主机系统与跟踪端口对接。主机通过一个网络与跟踪端口分析器和EmbeddedICE二者连接。

用户控制断点和观察点的设置，并可配置各种跟踪功能。可跟踪所有应用软件，也可跟踪某一特定程序。跟踪触发条件可以指定，跟踪采集可在触发之前、之后或以触发为中心，可选择跟踪是否包括数据访问。跟踪采集可以是数据访问的地址、数据本身，也可以是两者兼有。

EMT是使用软件通过JTAG端口进行配置的，所使用的软件是ARM软件开发工具的一个扩展。跟踪数据从跟踪端口分析仪下载并解压，最终反链到源代码。

有了EmbeddedICE和ETM，ARM SoC开发者在低成本的前提下便获得了传统的在线仿真器工具能够提供的所有功能。通过这些技术能够全面观察应用代码的实时操作，并且能够设置断点、检查并修改处理器寄存器和存储器单元，能够真实、实时地严格反链接到高级语言源代码。

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