CN100340996C - 一种数字信号处理器软件调试信息输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字信号处理器(DSP)软件调试信息输出方法，包括以下步骤：DSP程序中创建各种调试信息对象和对应的调试信息输出缓冲器以及输出调试信息的触发条件；编译生成加载文件；CPU根据段名检索加载文件并保存调试信息字符串段，获得解析调试信息所需的参数；DSP程序将相同类型的调试信息输出到对应的调试信息输出缓冲器；判断触发条件是否满足，如果满足就通过CPU与DSP之间的接口(HPI)输出调试信息缓冲器中的调试信息到CPU，否则返回；CPU解析输出调试信息。该方法可极大地节省HPI接口带宽、减少DSP的负载、方便地实现DSP异常时输出DSP软件调试信息。

Description

一种数字信号处理器软件调试信息输出方法

技术领域

本发明涉及数字信号处理器(DSP)技术，特别是一种DSP软件调试信息输出方法。

背景技术

由于具备强大的处理能力，DSP一般应用于高速信号处理的场所，尤其在通讯领域获得了非常广泛的应用。由于对DSP系统的实时性和处理性能有较高的要求，目前在DSP系统的设计中主要侧重于考虑DSP的数据吞吐能力和运算速率，而对于DSP系统的人机交互和调试手段却通常关注的不够。

在DSP系统的设计中，调试DSP软件时需要输出调试信息，当DSP软件异常时为了准确地定位问题也需要输出调试信息。现有技术中常见的DSP软件调试信息输出方法为：首先通过仿真工具加载DSP软件，然后通过所使用的仿真工具把调试信息输出到调试主机，最后在集成调试环境下输出。由于DSP上应用程序越来越庞大，特别是在移动通讯系统中广泛采用的分布式处理方式往往会在一块目标板上采用多片DSP，而DSP仿真工具的标准基本只能实现串行加载，所以应用仿真工具输出调试信息会降低DSP软件的调试效率，而且由于目前各个厂家提供的DSP仿真工具对于一些复杂的实时任务的调试并不完善，应用这种方法通常还是需要直接输出调试信息进行问题定位，从而造成对DSP软件调试的不便。同时，因为这种通过DSP仿真工具输出调试信息的方法是采用仿真工具来加载DSP软件，而DSP软件的实际应用环境基本上是由CPU负责进行后台加载，所以通过DSP仿真工具加载DSP软件时必须修改相应的环境配置，从而造成无法测试正常的DSP加载流程。

现有技术中还有通过DSP与主机之间的主机接口(HPI)直接将调试信息输出到CPU，CPU再将调试信息通过CPU的调试通道直接输出到调试主机的调试信息输出方法，其中HPI接口包含HPI邮箱以及CPU和DSP的通讯协议。

在一些复杂的应用场所中，可以将DSP互联起来组成DSP互联阵列。图1为现有技术中利用HPI接口的调试模式图。如图1所示，DSP应用板上有CPU和DSP互联阵列，其中DSP互联阵列通过HPI接口和CPU连接。输出调试信息到调试主机时需要先将调试信息格式化，现有技术一般通过调用Printf等打印函数将调试信息字符串格式化，然后以消息包的方式发往HPI接口的HPI邮箱，CPU读取HPI邮箱以获得调试信息消息包再调用打印函数通过CPU的调试通道而输出。

图2为现有技术中利用HPI接口输出调试信息输出流程图。如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：CPU加载DSP程序，开始调试流程；

步骤202：DSP程序格式化调试信息字符串，并且将格式化后的调试信息字符串组包成调试信息包，然后将调试信息包发给HPI邮箱；

步骤203：CPU读取HPI邮箱获得调试信息包并通过CPU的调试通道打印输出。

现有技术中这种利用HPI接口直接输出调试信息到CPU，CPU再将调试信息通过CPU的调试通道直接输出的方式由于不是利用仿真工具进行加载DSP程序，所以可以避免通过仿真工具输出调试信息所造成的问题，但是由于HPI接口是一个所有的DSP所公用拥有并且带宽受限的共享资源，而调试信息字符串的长度不固定并且可能很长，并且现有技术中每条调试信息都组成一个调试信息包输出会造成包头的开销很大，所以通过HPI接口输出大量由调试信息字符串所组成的调试信息包会占用大量的HPI带宽。

同时，现有技术中输出调试信息前需要在DSP上格式化调试信息字符串，而在DSP上格式化调试信息字符串的时间同调试信息字符串的长度有关，动辄需要上百周期，增加了在DSP上处理调试信息的时间，从而加大了DSP的负载。特别的，如果DSP由于某种原因而处于异常情况时，因为一个异常通常会导致产生一连串的异常，而通常每个异常都会有调试信息输出，进而对DSP正常业务的处理造成极大冲击。

现有技术中常见的方式还有通过将调试信息通过外部存储器接口输出到串口芯片，由串口芯片再输出到调试终端。由于只是简单采用串口芯片将调试信息上报给调试主机，因此调试信息只能是DSP主动输出，而当DSP程序发生异常时，DSP往往已经无法正常的输出，因此无法获取DSP程序异常时的现场信息，而很多情况下这些现场信息对于定位DSP程序的问题是必不可少的。同时，由于是通过串口芯片将调试信息上报给调试主机，调试信息输出速率会受到串口芯片速率的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提出一种DSP软件调试信息输出方法，以节省HPI传输所耗的带宽。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种DSP软件调试信息输出方法，包括以下步骤：

A、DSP程序中创建不少于1种类型的调试信息对象和不少于1个调试信息缓冲器以及调试信息输出到CPU的触发条件，其中每种调试信息对象各自独立对应于至少一个调试信息缓冲器，并且每种调试信息对象对应于1种调试信息；

B、DSP编译器编译所述DSP程序生成加载文件，所述加载文件包括调试信息字符串段，CPU加载DSP程序并根据段名检索所述的加载文件并保存调试信息字符串段的内容到CPU，获得调试信息字符串段映射到DSP的物理地址、调试信息字符串段的内容保存在CPU的地址；

C、DSP程序将相同类型的调试信息对象所对应的包括调试信息字符串指针的调试信息输出到与该调试信息对象类型相对应的调试信息缓冲器，根据所述的调试信息字符串指针确定调试信息字符串段中该调试信息字符串映射到DSP中的物理起始地址；

D、判断调试信息输出到CPU的触发条件是否满足，如果满足则通过HPI输出调试信息到CPU，CPU计算与调试信息相对应的调试信息字符串保存在CPU的物理地址并输出调试信息字符串，所述与调试信息相对应的调试信息字符串保存在CPU的物理地址为调试信息字符串段中该调试信息字符串映射到DSP中的物理起始地址减去调试信息字符串段映射到DSP中的物理起始地址再加上调试信息字符串段的内容保存在CPU的起始地址；如果不满足则返回步骤D。

所述的调试信息对象为错误信息对象、DSP程序调试信息对象、或函数运行轨迹信息对象。

步骤B进一步包括：CPU检索所述的加载文件获得DSP上所有调试信息缓冲器起始地址、DSP上所有调试信息缓冲器的长度。

进一步在步骤A设置CPU与DSP程序的定时握手任务，当所述的定时握手任务失败时，CPU主动从调试信息缓冲器取得调试信息。

步骤D所述的触发条件为定时查询触发条件、主动输出触发条件、或最大延迟输出触发条件。

通过以上的技术方案可以看出，本发明中DSP输出到CPU的调试信息都包含与调试信息相对应的调试信息字符串映射到DSP的物理地址，而调试信息的长度与调试信息字符串长度无关，调试信息本身并不包括调试信息字符串，通过与调试信息相对应的调试信息字符串映射到DSP的物理地址和解析调试信息所需要的参数，CPU就可以获得与调试信息所对应的调试信息字符串，因此本发明中所传输的调试信息的长度远远小于调试信息字符串长度，同时，本发明在调试信息输出缓冲器中多条调试信息缓存后满足一定触发条件时同时组包输出，而不是输出每条调试信息就要输出一个消息包，因此本发明还大大降低了包头的开销，所以应用本发明极大地减少了HPI接口传送所耗的带宽。

本发明中DSP程序只是将包含调试信息字符串的地址的调试信息输出到调试信息输出缓存器，而不用在DSP上格式化调试信息字符串，并且本发明调试信息的格式固定，调试信息本身并不包括调试信息字符串，从而使得DSP处理调试信息的时间大大缩小，所以本发明大大减少了DSP的负载。

同时，本发明在DSP程序运行过程中将一些重要的运行信息循环保存在轨迹调试信息输出缓冲器中，当DSP程序运行过程中出现异常时，如果这个异常DSP程序可以检测到，DSP程序可以利用主动触发方式将调试信息组包输出到CPU，而如果这个错误DSP程序无法检测，CPU可以主动获得调试信息输出缓冲器的内容并依次实时解析和输出，从而应用本发明实现了对DSP故障的现场分析，进而为迅速定位DSP故障提供了有力的帮助。

本发明通过CPU而不是仿真工具加载DSP程序，DSP程序中包含有足够多的调试信息，实时通过CPU输出调试信息，从而极大地方便了多DSP环境下的调试，提高了DSP程序调试的效率，并且还不需要修改环境配置。同时，本发明通过HPI接口而不是串口输出调试信息，所以调试信息输出速率不受到串口芯片速率的限制。

附图说明

图1为现有技术中利用HPI接口的调试模式图。

图2为现有技术中利用HPI接口输出调试信息流程图。

图3为本发明一实施例的加载文件格式示意图。

图4为本发明一实施例的调试信息格式示意图。

图5为本发明一实施例中利用HPI接口输出调试信息流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的主要思想是首先在DSP程序中创建各种类型的调试信息对象、调试信息输出缓冲器和输出调试信息的触发条件，其中每个调试信息对象对应独立的调试信息输出缓冲器，并且各个调试信息输出缓冲器的大小可以调节，然后CPU解析DSP加载文件，将调试信息字符串段的内容保存在CPU的存储空间，并且获得解析调试信息所需要的参数，DSP程序加载后当DSP程序运行时将调试信息输出到相对应的调试信息输出缓冲器，并且当满足一定的触发条件时再通过HPI接口将调试信息输出缓冲器中的调试信息输出到CPU，其中调试信息中包含有与调试信息相对应的调试信息字符串的地址，也就是该调试信息字符串映射到DSP的物理地址，最后CPU实时解析获得的调试信息并通过CPU的调试通道进行输出。

在通讯系统中广泛采用了一种系列的DSP，该系列DSP在编译程序时编译链接DSP程序而生成加载文件，所生成的加载文件的格式为公共对象文件格式(COFF)。当在DSP程序中建立不同类型的调试信息对象后，DSP开发环境在编译程序时将会在加载文件中产生和DSP程序中所建立的调试信息对象相对应的编译段。

加载DSP程序时，需要按照各个段的物理地址分别进行加载，而调试信息字符串段没有物理地址，所以在加载DSP程序之前需要对调试信息字符串段进行地址映射。编译完成以后，由链接器完成调试信息字符串段地址映射。

图3为本发明一实施例中利用HPI接口输出调试信息流程图。如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：DSP程序中创建各种类型的调试信息对象和调试信息输出缓冲器和调试信息输出的触发条件，其中每个调试信息对象对应于各自独立的调试信息输出缓冲器；

步骤302：DSP编译器编译DSP程序生成DSP加载文件，其中DSP加载文件至少包含调试信息对象段和const段；

图4为本发明一实施例的COFF格式的加载文件格式示意图。如图4所示，COFF文件包括文件头、可选文件头、段头、原始数据、再定位信息、行编号入口、符号表和字符表。在编译程序时，编译器将程序中所有的调试信息字符串都分配到一个指定的const段中，并且编译产生和DSP程序中所建立的调试信息对象相对应的编译段。

步骤303：CPU加载DSP程序并根据段名检索生成的加载文件，获得调试信息字符串段映射到DSP的物理地址、调试信息字符串段的内容保存在CPU的地址；

CPU在加载DSP程序之前首先根据段名检索整个DSP加载文件查找到const段和各调试信息对象段，可从const段获得const段的物理地址和const段原始数据地址，其中const段的物理地址为const段映射到DSP上的物理地址，而const段原始数据地址为const段在加载文件中的地址。DSP程序加载时，CPU通过const段原始数据地址可以获得const段在加载文件中的地址，从而CPU可获得const段的信息。CPU存储获得的const段信息并且记录const段信息保存在CPU的起始地址。

步骤304：DSP输出调试信息到对应的调试信息输出缓冲器；

加载文件中保留有全部的调试信息字符串，所以在DSP程序运行过程中输出调试信息时，一条调试信息可以只保留序号、调试参数和与调试信息所对应的调试信息字符串的起始地址。其中调试信息中的序号是用来确定当在发送过程中发送信息丢失时让用户知道，序号的值在每条数据生成时加1，调试信息中的调试参数最多为2个，在没有调试参数时，调试信息格式中调试参数位置的值用0代替。

图5所示为本发明一实施例的调试信息格式示意图。如图5所示，调试信息包括序号、调试参数和调试信息字符串指针，根据调试信息字符串指针可以确定const段中与调试信息所对应的调试信息字符串映射到DSP的物理起始地址。调试信息中的调试参数为2个，所以每条调试信息的占用空间可为4个字。

步骤305：判断是否满足调试信息输出到CPU的触发条件，如果是则通过HPI接口输出调试信息到CPU，否则返回步骤304；

调试信息输出到CPU的触发方式可以为定时查询触发方式、主动输出触发方式、或最大延迟触发方式。

定时查询方式为每隔一段时间查询特定的调试信息输出缓冲器，如果调试信息输出缓冲器中的调试消息条数超过了一定的门限，则将调试信息缓冲器中所有的调试信息组包并通过HPI接口输出，然后将调试信息指针复位。

主动输出触发方式主要应用于某些特殊需求场所，例如在DSP运行过程中将函数轨迹等一些重要信息循环输出到轨迹信息输出缓冲器中，一旦满足一定的条件，则将整个调试信息输出缓冲器中的信息组包输出到CPU以方便定位问题。

最大延迟输出方式是设置一个调试信息输出最大延迟门限，一旦有调试信息在调试信息输出缓冲器中的延迟时间超过这个门限，则输出调试信息到CPU，以保证调试信息输出的实时性。

步骤306：CPU实时解析调试信息并输出；

为了输出调试信息，CPU需要获得保存在CPU中的与调试信息对应的调试信息字符串的地址。调试信息字符串在CPU中的起始地址为与调试信息所对应的调试信息字符串映射到DSP中的物理起始地址减去const段映射到DSP中的物理起始地址再加上保存在CPU中的const信息在CPU中的起始地址。获得了与调试信息对应的调试信息字符串的地址后，CPU就可以对相应的调试信息字符串进行打印输出。

以上过程中，为了在DSP程序异常时获取DSP程序的故障定位信息，在步骤303检索加载文件时，CPU还可从各调试信息对象段获得DSP上所有调试信息缓冲器起始地址和DSP上所有调试信息缓冲器长度。可预先在CPU和DSP程序中分别建立一个低优先级的定时握手任务，如果在DSP程序运行中出现DSP程序可以检测到的异常，DSP程序将在异常之前的程序运行状态和一些重要的参数实时发送到调试主机进行观察，以提高DSP程序运行时定位异常的效率。当出现DSP程序无法检测到的异常时，此时CPU将不能检测到DSP程序的握手，CPU可通过所获得的各调试信息缓冲器的起始地址和长度从DSP上直接读取对应的调试信息缓冲器的信息并进行解析输出，从而为快速定位DSP死机故障提供了有力的帮助，极大地方便了对DSP故障现场的分析。

以上过程中，步骤301所述的调试信息对象按照作用不同可以分为错误信息对象、或DSP程序调试信息对象、或函数运行轨迹信息对象，并且调试信息缓冲器的大小可以相应进行调节。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种数字信号处理器DSP软件调试信息输出方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、DSP程序中创建不少于1种类型的调试信息对象和不少于1个调试信息缓冲器以及调试信息输出到CPU的触发条件，其中每种调试信息对象各自独立对应于至少一个调试信息缓冲器，并且每种调试信息对象对应于1种调试信息；

B、DSP编译器编译所述DSP程序生成加载文件，所述加载文件包括调试信息字符串段，CPU加载DSP程序并根据段名检索所述的加载文件并保存调试信息字符串段的内容到CPU，获得调试信息字符串段映射到DSP的物理地址、调试信息字符串段的内容保存在CPU的地址；

C、DSP程序将相同类型的调试信息对象所对应的包括调试信息字符串指针的调试信息输出到与该调试信息对象类型相对应的调试信息缓冲器，根据所述的调试信息字符串指针确定调试信息字符串段中该调试信息字符串映射到DSP中的物理起始地址；

D、判断调试信息输出到CPU的触发条件是否满足，如果满足则通过主机接口HPI输出调试信息到CPU，CPU计算与调试信息相对应的调试信息字符串保存在CPU的物理地址并输出调试信息字符串，所述与调试信息相对应的调试信息字符串保存在CPU的物理地址为调试信息字符串段中该调试信息字符串映射到DSP中的物理起始地址减去调试信息字符串段映射到DSP中的物理起始地址再加上调试信息字符串段的内容保存在CPU的起始地址；如果不满足则返回步骤D。

2、根据权利要求1所述的DSP软件调试信息输出方法，其特征在于，所述的调试信息对象为错误信息对象、DSP程序调试信息对象、或函数运行轨迹信息对象。

3、根据权利要求1所述的DSP软件调试信息输出方法，其特征在于，步骤B进一步包括：CPU检索所述的加载文件获得DSP上所有调试信息缓冲器起始地址、DSP上所有调试信息缓冲器的长度。

4、根据权利要求3所述的DSP软件调试信息输出方法，其特征在于，进一步在步骤A设置CPU与DSP程序的定时握手任务，当所述的定时握手任务失败时，CPU主动从调试信息缓冲器取得调试信息。

5、根据权利要求1所述的DSP软件调试信息输出方法，其特征在于，步骤D所述的触发条件为定时查询触发条件、主动输出触发条件、或最大延迟输出触发条件。

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