選擇合適的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件調試工具

嵌入式系統(tǒng)設計人員正同時面臨著調試工具的漸變和劇變。在漸變方面，調試工具正遵循著一般的設計趨勢，向標準化開放式系統(tǒng)邁進。而劇變則可能表現在操作層面，因為開發(fā)人員在向嵌入式調試工具中增加無線連接功能。 

嵌入式系統(tǒng)需要兩種調試形式，其中一種基于軟件，另一種則以硬件為中心。而且，業(yè)界在這兩方面都已經做了大量標準化工作。其中，基于軟件的調試正在轉向一種基于Eclipse框架的開放式系統(tǒng)方法。大多數軟件開發(fā)工具公司現在都有相應的插件，使其調試工具成為Eclipse集成開發(fā)環(huán)境(IDE)的一部分。例如，由于Altium公司的TaskingVX工具集允許內部集成在Eclipse平臺中，以支持更多的工具配置選項。嵌入式工具公司也在加入到Eclipse基金會中來，從而有助于確保嵌入式工具能在未來Eclipse平臺的進一步開發(fā)中扮演重要的角色。

這些工具插件的普及正在幫助催生Eclipse的標準化擴展途徑，使原本針對企業(yè)級軟件開發(fā)而創(chuàng)建的Eclipse平臺如今也包含了嵌入式和器件級軟件。這其中的一個倡導項目，便是由風河系統(tǒng)公司牽頭的器件軟件開發(fā)平臺(DSDP)，該平臺涵蓋了嵌入式系統(tǒng)的大量特定硬件要求。 

DSDP倡導組織正在努力克服Eclipse處理調試方式的嚴苛性問題。原來的Eclipse(3.1版以前)接口具有“target-process-thread”堆棧幀層次，當調試視圖改變時會跟著改變調試的相關內容。而DSDP組織則提供了可自適應的接口層，如用作瀏覽器和調試模型之間的橋的內容適配器，因此允許內容定制和模型驅動的內容瀏覽。這種方法還支持針對目標硬件的特殊配置實現調試器的定制。朝著實現這種方法邁出的第一步出現在2006年中期發(fā)布的Eclipse(3.2版)中，并且仍在不斷得到修正。 

JTAG主導處理器探測 

在硬件調試方面，通過在線仿真(ICE)以及類似的工具來查看處理器內部的方法，正在從用外綁定處理器的定制探測轉向內置調試。目前可以訪問這種內置功能的標準接口是IEEE標準1149.1所定義的JTAG接口。JTAG的初衷是使用每個芯片內部的硬件資源檢查高密度PCB上的連接完整性。如今，JTAG可以用作以追蹤內置軟件、讀取內部處理器寄存器的訪問端口，甚至用于存儲器和可配置邏輯的板上編程。 

將JTAG用于硬件調試的其中一個新興趨勢是通過單個接口同時控制多個器件的能力。JTAG的定義允許器件以菊花鏈的結構鏈接在一起，因此單個控制器可以訪問電路板上的所有器件。而在嵌入式開發(fā)中，工具供應商最早是將JTAG接口用于單器件訪問—也就是訪問處理器。 

然而，現代系統(tǒng)設計通常要使用兩個以上的處理器，因此開發(fā)人員需要將單獨的工具連接到每個處理器，然后獨立地調試每個器件。硬件工具的因應措施是逐漸能夠使用調試器探測菊花鏈處理器，并對它們同時實施控制以獲得更協調的調試效果。另外，探測器逐漸能夠通過處理器的JTAG接口訪問其它硬件，如存儲器。 

Macraigor系統(tǒng)公司的OCDemon系列探測器就是近期涌現出來的這類多功能JTAG探測的一個例子。器件通過支持軟件的配置可以控制目標處理器，從而提供了對處理器操作和寄存器訪問的控制。

此外，它還能控制與目標處理器連接的閃存。這種功能允許開發(fā)人員用單個器件和連接來加載軟件，并測試它的執(zhí)行情況，從而提高反復調試的速度。 
然而，由于有潛力改變嵌入式系統(tǒng)調試實現的地點和方式，硬件調試的下一步發(fā)展將不僅是這類簡單的功能擴展。當JTAG硬件調試象其它各種數據傳送方式那樣采用無線連接時，這將成為事實。到處理器的JTAG連接已經從并行端口轉向USB，因此再從USB轉到無線USB或其它無線形式只需一小步即可。 

硬件調試連接無線化所提供的優(yōu)勢不言而喻：簡化訪問連接，并且無須使用線纜，還給現場系統(tǒng)維護和升級提供了新的可能性。通過JTAG接口已經可以使用硬件調試和存儲器編程的全部功能。而使連接無線化，將允許已部署系統(tǒng)中這些功能的性能隨時得以充分發(fā)揮。 

根據所實現的無線鏈路類型，嵌入式系統(tǒng)設計可以通過筆記本電腦實現現場調試和維護，或者甚至通過與互聯網的Wi-Fi連接實現遠程操作。這樣就擴展了維護方式，并且開啟多種應用可能性，如收集事件統(tǒng)計數據用于故障分析，或確定應用模式以改進設計。