一种嵌入式硬件辅助调试机制研究与实现

某自主指令架构系列芯片（简称为GCXP）主要使用基于扫描链重用的硬件调试机制,与主流商用嵌入式芯片产品相比,该硬件调制机制安全性较低且不具备用户交互、程序下载等功能,同时缺乏嵌入式调试软件生态,不利于嵌入式产品的推广与应用。参考ARM CoreSight、RISCV Debug SPEC及SiFive开源芯片Debug Module的实现细节,结合GCXP特权架构,提出一种软硬件协同的调试中断陷入机制。使用自主特权架构中的特权程序替代部分调试中断硬件逻辑,使得在调试模块设计时无需进行CPU协同修改以及操作系统软件接口和上位机调试软件的二次开发,从而避免CPU硬件逻辑修改后大量的验证工作,同时无缝兼容历史CPU IP。分析结果表明,该中断陷入机制与RISCV Debug SPEC协议能够实现良好的协同,可以与SiFive参考开源调试模块协同工作,支持主流交互式调试软件及硬件工具,且调试模块的代码及功能覆盖率都能达到100%,可以满足流片需求。