高性能片上调试编程器的研究

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高性能片上调试编程器的研究
浙江大学硕士学位论文
摘要
在嵌入式SoC的设计开发过程中,调试测试环节占用了大部分开发测试时间"因此如
何提高调试效率,缩短整个系统的开发时间,将直接关乎产品的TTM(timetomarket)以
及后续相关产品的开发设计"在嵌入式系统中,操作系统和应用程序通常存储于以Flash!
ROM!EPROM等为代表的非易失性存储器中,其中Flash以存储速度快!容量大!使用
寿命长等优点在嵌入式SoC系统中有着广泛的应用"在大量的程序调试过程中,Flash下
载编程占用很长的调试时间,所以如何快速!灵活地进行Flash编程,已经成为嵌入式系
统开发的重要研究内容"本文在了解熟悉基于JTAG标准的片上调试技术原理的基础上,
通过对不同类型Flash编程过程的差异性进行分析,总结出不同类型Flash编程过程的异
同点,进而提出了一种基于JTAG标准的快速可重构Flash编程方法及其硬件架构"快速
编程的核心思想是先通过JTAG接口将所需下载的目标数据下载到CPU通用寄存器中,
并通过嵌入式CPU运行预先载入的Flash编程控制软件程序,再将目标数据写入到Flash
中"这种方法将传统编程过程中复杂的Flash编程时序操作交由CPU完成,通过JTAG接
口与CPU的数据的交互实现快速下载,由于JTAG串行总线仅下载目标数据,有效地增
加了JTAG的带宽利用效率并提高了下载速度"在硬件上,主要采用程序断点控制和片上
内存复用等技术,以国产CK510芯片的片上调试模块为原型,对其原有Flash编程过程进
行改进,通过向片上内存加载不同的Flash编程汇编程序,利用状态机控制,使得硬件单
元能够自动执行编程程序,很好的解决了由于JTAG串行端口反复传送指令而导致的编程
过程中有效数据带宽占用率低下的问题,提高了调试效率"由于预先下载的Flash编程控
制程序可以根据Flash的不同类型进行相应的替换,所以该方法可以实现对不同Flash编
程的灵活支持"仿真测试结果表明,编程速度相比传统方法提高17倍,且具有硬件资源
开销小!实行能力强等优点,具有一定的参考应用价值"
关键词:片上调试;JTAG;Flash;编程;可重构

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2013-11-22 07:10 上传

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