嵌入式处理器在片调试功能的设计与实现

以龙芯1号处理器为研究对象,探讨了嵌入式处理器中在片调试功能的设计实现方法.通过扩充IEEEP1149.1协议的JTAG测试访问端口（TAP）,并在处理器内部增加控制模块,实现了软件调试断点、调试中断、硬件断点以及单步执行等多种在片调试功能.调试主机只需要通过一根JTAG调试电缆就可以访问目标处理器内部寄存器等各种资源,并控制目标处理器的运行过程,实现了处理器的在片调试功能,大大地方便了软件开发与系统调试.     

嵌入式微处理器片上调试系统的设计和验证

为了尽可能保持芯片原有体系结构,综合基于软件监控和基于JTAG的2种方法,提出扩展嵌入式处理器片|=调试系统的完整解决方案.该系统包括PC端的开发环境IDE、命令转发与控制子系统Probe和支持JTAG标准的目标CPU等部分.通过软硬件协同设计和验证,确保系统划分正确,子系统协调工作,并缩短了调试系统的开发周期.     

一种扩展的片上实时调试系统设计

提出了一种为不支持调试模式的CPU扩展调试功能的系统设计方法。该方法在保持原CPU结构性和完整性的情况下，在片上增加了CPU监视／运行分析模块、调试摔制模块、时钟／复化管理和JTAG兼容的调试访问接口，用较少的硬件开销实现了指令／数据断点、单步、运行／停止、CPU复位、查看CPU核心寄存器、读取／修改外部存储器以及在线编程等功能，且调试命令的设置和执行完全独立干CPU，保证了CPU运行的实时性。     

一种CPU芯片硬件验证调试平台的设计与实现

给出了CPU芯片硬件验证调试平台的一种具体设计方案．该验证调试平台在设计方法上采用了程序性在线测试方法．该平台构建了CPU芯片的运行环境，能够控制CPU芯片输入脉冲单拍／多拍或连续运行，并且在CPU芯片的运行过程中可以监测CPU芯片内部寄存器的内容．该平台的实现不仅有益于CPU芯片的设计和调试，而且能够作为CPU芯片设计教学系统以及嵌入式系统开发平台．     

用于8051微控制器的片上调试系统的硬件设计

为工业用8051微控制器设计了一个片上调试系统,将调试功能集成到单片机芯片内部。该系统基于专用集成电路的设计流程设计,不仅具有控制8051单片机挂起、正常运行、单步运行和指令跳转的能力,而且能够读写片内寄存器、内外部数据,程序存储器、特殊功能寄存器的值,并能在其中设置硬件断点。该调试系统使用比工业上的JTAG标准接口占用空间更少的三线接口作为其和计算机的连接通道。系统在Xilinx的xc3s400 FPGA上完成功能验证,利用SMIC 0．18μm工艺库完成版图设计。结果表明,系统有效解决基于传统软件调试和仿真器调试方式的弊端,并能省去用户购买商业仿真器的调试花费,减少调试成本,提高调试效率。提出的设计方法同样适用于其他微控制器片上调试系统的设计。     

基于系统级FPGA/CPLD的SoPC嵌入式开发研究

针对基于系统级FPGA／CPLD的SoPC嵌入式设计特点，介绍采用SoPC Builder设计工具有选择地将处理器、存储器、I／O等系统设计所需的IP组件集成到PLD器件上，也可以通过自定义用户逻辑集成到PLD器件上的开发方法，构建高效SoC。文中分析了嵌入式处理器Nios软核的特性，并给出了基于Nios内核的SoPC软硬件开发流程和白定义用户逻辑的软硬件设计过程。     

基于总线访问的片上调试方法研究

支持片上在线调试是嵌入式SoC设计目标之一;现有的片上调试系统多基于扫描链技术,SoC系统的功能设计和调试设计必须同步,这种紧耦合的设计方法移植性差、通用性弱,与SoC系统IP复用的理念不符;基于此,提出了一种基于片上标准总线的SoC在线调试方法,该方法引入调试主设备的概念,复用片上总线传输实时调试数据,实现了对SOC外围IP的在线调试,同时通过引入调试支持单元和调试处理模块实现了对处理器主设备的总线访问调试;该方法适用于以标准总线结构互联的SOC系统,具有适用性广、调试功能丰富、调试接口多样、调试效率高等优点;该方法在以SPARC处理器为处理核心、AMBA总线为互联的SoC系统中进行了实现和在线调试验证,实验表明满足SoC的调试需求。     

微控制器开发系统的研究

从微控制器应用系统开发的需要出发，根据芯片的系统结构．本文站在微控制器芯片提供商的角度分析了使用宿主PC机实现一个目标微控制器的开发系统的设计方案，从微控制器CPU核心、片上调试支持、JTAG协议转换器、编程软件工具、仿真调试工具、评估板等六个方面对开发系统进行了研究。     

基于NiosII嵌入式处理器的数字电源控制系统的设计

为实现加速器磁铁电源的全数字化控制,以FPGA为控制部件,采用Altcra提供的片上可编程系统SOPC的解决方案,基于NiosII嵌入式处理器设计了数字电源控制系统;该系统利用Altera提供的标准外围设备库的知识产权IP核,结合用户自定义逻辑构成SOPC系统,在NiosII软件设计中,采用小型实时嵌入式操作系统uC/OS-II进行多任务调度;通过Modbus协议的串口实现,提供数字化电源的本地调试接口,并以实验室虚拟仪器工作平台LabView.设计了本地调试的人机交互界面,实现对数字化电源的监控、诊断及数字电源内部参数的设置等功能.     

一种基于JTAG的嵌入式微处理器片上可调试系统

文章提出了一种基于JTAG的嵌入式微处理器片上的可调试系统。该系统在JTAG工业标准的基础上,能够以较少的硬件开销支持指令/数据断点设置、单步执行、寄存器内容查看和设置、内存内容查看和设置、在线编程以及微处理器运行现场设置等调试功能。文章首先介绍了嵌入式微处理器可调试设计的原理,其次介绍了嵌入式微处理器的调试系统设计,最后给出调试实例分析。     

基于FPGA的开放式教学CPU的设计与测试系统

设计并实现了一个CPU设计与测试实验装置,适合于计算机原理和系统结构课程的综合实验。该实验装置采用EDA工具在FPGA上实现了CPU设计,应用M CU和上位机软件对所设计的CPU进行了监控和调试,保证了CPU在实验系统上能够运行起来。     

基于JN5148和LabVIEW的水质监测系统

提出了一种基于JN5148和LabVIEW的水质监测系统,实现了对水质多参数的实时监测,并对系统的硬件和软件分别进行了分析和设计。本系统主要采用了JN5148单芯片作为处理器,使用Zig BeePRO协议栈作为网络通信协议。利用RS—232串口使下位机与上位机相连,在上位机中采用LabVIEW软件设计了可视化的人机界面,给系统的调试和网络的检测提供了极大的方便。经过实验证明:本系统对水样的多参量采集的实时性和准确性比较高。     

基于现场可编程门阵列的新型可编程逻辑控制器在线调试技术

针对基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型可编程逻辑控制器(FPGA based PLC)的在线监控问题,提出了泛化的基于FPGA技术对嵌入式片上系统(SoC)进行在线监控的方法。该方法设计了一个FPGA片上通信系统,系统内部固化基于UART的ModBus通信协议栈,通过串口与计算机上位机进行通信;采用双口RAM(DRAM)作为与监控对象间共享的数据缓存区,通过中断机制实现缓存数据的同步交换。性能分析结果表明,该方法将SoC处理监控通信的时间百分比降低至0.002%,确保了监控数据传送的实时性,且使SoC能够获得更佳控制性能。在Altera的cycloneⅡ系列芯片开发板上验证了方案的可行性。     

基于labVIEW的STM32调试平台的研究与实现

ARM处理器具有耗电少、功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多等特点。本设计采用ARM 32位的CortexTM-M3 CPU作为内核的STM32F103ZET6芯片进行研究,基于labVIEW8.6软件对此芯片的调试平台进行了设计。本文主要对调试平台中的USB设备选择模块进行具体的探讨,基于labVIEW8.6设计出来的调试平台,其框图程序的可读性较强,界面友好,操作较方便。     

STM32F10x一键串口下载的电路设计与调试

设计了一种实用的STM32F10x系列处理器一键串口下载电路.通过此电路 STM32 F10 x系列处理器可以通过ISP方式将调试PC机上用户编写的应用程序下载到芯片内部的主闪存存储器中.下载完成后,用户的应用程序不用进行任何硬件模式切换就能马上运行.因此采用此电路后可以极大地减少 STM32 F10 x系列处理器开发应用的时间成本和生产成本.     

基于三级队列缓存的FlexRay网络监控平台

FlexRay以其实时性、灵活性、高带宽的优势,被称为“下一代车载网络”;然而其协议相对复杂,网络组网调试过程较困难;目前的辅助调试工具如CANoe不能进一步分析网络性能,在应用上具有局限性;针对上述问题,提出了一种同时对多个数据采集与存储的解决方案,并以FPGA为核心设计了FlexRay网络监控平台,利用SPI和USB总线设计了通信协议,在数据缓存方面设计了三级队列缓存方案;该平台实现了通信数据监测功能,可以获取结点CPU中寄存器状态、记录数据帧到达时间,进而分析网络运行及故障状态,同时解决了大量数据缓存溢出的问题;经过测试表明:系统能够稳定运行,适用于快速、优化地设计FlexRay网络。     

基于OPC技术的重型钢构件制作监控系统设计及实现

为了解决重型钢构件生产中的数据孤岛,实现生产数据共享、集中监控。通过对现场设备通讯方式的研究,融合了OPC Server、TCP/IP网络技术及Modbus协议。以PLC为核心的控制器来完成现场数据采集、设备控制、通信协议转换,采用SQL、ACCESS数据库和OPC Server技术完成数据存储及提供数据服务,LabVIEW开发的上位机监控软件组成的三层网络构架。设计、开发的重型钢构件制作监控系统,实现了不同通信标准、不同通信协议设备之间的数据共享。同时提高集成控制系统的开发效率,缩短开发周期,节约开发成本,对于控制系统集成和开发自动化生产车间监控系统具有积极的参考价值。     

基于图形处理器的划分聚类算法效率研究*

提出一种利用GPU(图形处理器)和CPU的协同计算模式来提高划分聚类算法enhanced_K-means的计算效率。利用GPU多个子素处理器可以并行计算的特性,将算法中比较耗时的欧氏距离计算与比较、中心点改变后簇中没有发生变化的点集合判断步骤由GPU执行,算法其余步骤由CPU执行,使聚类效率得到显著提高。在配有Pentium 4 3.4 GHz CPU和NVIDIA GeForce7800GT显卡的硬件环境下经过实验测试,证明其运算速度比完全采用CPU计算速度要快。这种改进的划分聚类算法适合在数据流环境下