CN101170438B - 一种远程串口调试方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程串口调试方法及其系统，应用于设备调试领域，其中，所述调试方法包括：在控制端与调试端之间建立串口通道；所述控制端向所述调试端的目标板输出串口通道测试指令，检查所述串口通道是否畅通；如果是，则所述控制端通过所述串口通道向所述目标板发送调试指令，并且在所述目标板上进行调试操作。采用本发明技术方案，无需修改底层软件驱动就可以实现远程设备调试，从而使得远程设备调试程序简单化，进而节省了不必要的调试软件的开发，提高了远程调试的能力和范围；同时，该技术方案的实施不会影响到单板的稳定性及现有的业务功能。

Description

一种远程串口调试方法及其系统

技术领域

本发明涉及设备调试技术，尤其是涉及一种远程串口调试方法及其系统。

背景技术

在嵌入式设备的开发和维护过程中，对设备进行相应的性能调试是一个不可缺少的工序，尤其在设备进入商用阶段后，对于设备在现场出现的问题进行快速调试和定位已经成为衡量产品整体质量的一个重要方面。这不仅仅是设备可测试性、可调试性的要求，同时也可确定设备发生故障后所需的处理时间和处理质量。

任何设备在运行时都会发生故障，基于这一假设，通常在产品设备设计开发之初，就应该统一考虑后续的调试定位手段。对于通信设备而言，在最短的时间内恢复故障并将故障的波及范围降到最低也就意味着故障对现网的业务影响最小，产品的服务质量就越高。

现行通用的调试方法大致有以下几种：

第一种、通过telnet(一种基于TCP/IP的远程登录协议)方式登录目标板进行调试

这种调试方法是建立在IP通道的基础上，具有可靠，速率高的有点；但是，需要目标板加载TCP/IP协议栈和网口设备，需要预先知道目标板的IP地址，对目标板的要求较高；

第二种、通过本地串口的方式观察系统的打印输出

这种调试方法简便易行，对目标板的要求也较低，只需要初始化几个寄存器即可；然而，该方法的不足之处在于：由于串口的固有传输特性，本地主控机不能与目标板相距太远；

第三种、通过ICE(In Circuit Emulator)仿真器(一种直接将仿真头嵌入到目标板的CPU芯片处并加以固定，使它的每一条引线与CPU芯片上的对应引线接触的仿真器)

ICE仿真系统支持标准和先进的调试功能，如复杂断点、应用代码的追踪和数据采集、代码执行计时及实时变量监控；但是，这种方法的缺点是需要专门的仿真器支持，无法应用在大型实验室或商用环境中，且调试成本高。

综上所述，现有的调试方法大多比较独立，缺乏有效的整合，尤其是在大型实验室或商用环境下，设备机房与集中控制室相距较远，当telnet 方法失效时，几无其他调试手段可用。

为了能够解决上述问题，使得在某些严重故障下或是在某些需要目标板加载网口设备和协议栈之前就可以用本地串口调试的情形时，则必须有一种整合上述telnet和本地串口协同调试的方法。

中国专利(申请号：200610090190.6，公开号：CN1901569A)公开了一种远程调试方法及系统，其调试方法包括以下步骤：客户端根据调试端信息与调试端建立调试通道，将调试指令发送至调试端的主控板上；所述主控板将接收的调试指令下发给目标板；所述目标板接收调试指令并作出相应处理。

然而，所述中国专利申请存在以下不足：一、该专利实现过程中需要目标板的BSP(板级支持包)软件作复杂的流程来构造底层调试单元，并修改回调函数，从而在当目标板在上电过程起始时或尚未完全上电的期间便无法进行上述动作而不能进行调试；二、该专利要求的方法需要修改诸多底层软件才能满足调试需求，大大增加了底层软件的复杂性，降低了整个系统的稳定性和可靠性，容易在调试过程中引入故障，影响业务。

因此，现有技术有待于完善和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程串口调试方法，该方法解决了需要修改底层软件才能完成远程调试的问题；为此，本发明还提供了一种远程串口调试系统。

本发明调试方法的技术方案包括如下步骤：

A、在控制端与调试端的目标板之间通过串口连接线建立串口通道；

B1、在所述控制端上增大控制端的主控板操作系统的时钟频率；

B2、所述主控板检查主控板当前控制台的输出方向是否为Telnet方向；

B3、如果是，则所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令；如果否则将所述主控板当前控制台输出方向切换到Telnet方向，所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令；

B4、所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；

B5、所述目标板根据所述串口通道测试指令，检查目标板当前控制台的输出方向是否为串口方向；

B6、如果是，所述目标板则读取目标板当前控制台输入的所述串口通道测试指令，并且输出该串口通道测试指令；否则，控制端的本地PC机通过所述主控板发送命令指令，将所述目标板的当前控制台输出方向切换到串口方向，再执行步骤C；

C、所述控制端通过所述串口通道向所述目标板发送调试指令，并且在所述目标板上进行调试操作。

所述调试方法，其中，所述步骤C中，所述调试操作过程包括如下步骤：

C1、所述控制端发送所述调试指令后，所述主控板循环检查其当前控制台输入的调试指令，并获取该调试指令；

C2、所述主控板将所述调试指令通过串口通道发送至所述目标板。

所述调试方法，其中，所述步骤C之后还执行如下步骤：

D、所述目标板通过所述串口通道，将调试结果发送至所述主控板，由所述主控板输出所述调试结果。

所述调试方法，其中，所述步骤D之后还执行如下步骤：

E、所述主控板检测其当前控制台输入的信息是否为停止调试信息，是则启动所述主控板上的停止调试功能，结束调试；否则继续执行调试操作。

本发明还提供一种远程串口调试系统，包括控制端，用于输出操作指令，及与所述控制端相连的调试端，用于执行调试任务；所述控制端包括至少一个主控板，所述调试端包括至少一个目标板；其特征在于，所述控制端还包括：

本地PC机，与所述主控板通过IP连接，用于向所述主控板发送操作指令；及

串口连接线，设置在所述主控板与所述目标板之间，用于传输操作指令或调试结果信息；其中：

所述控制端与调试端的目标板之间建立串口通道，并在所述控制端上增大控制端的主控板操作系统的时钟频率；

所述主控板检查主控板当前控制台的输入方向是否为Telnet方向，如果是，则所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令，并且所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；如果否则将所述主控板当前控制台输出方向切换到Telnet方向，所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令，并且所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；

所述目标板根据所述串口通道测试指令，检查目标板当前控制台的输出方向是否为串口方向，如果是，所述目标板则读取目标板当前控制台输入的所述串口通道测试指令，并且输出该串口通道测试指令；否则，本地PC机通过所述主控板发送命令指令，将所述目标板的当前控制台输出方向切换到串口方向；

所述控制端通过所述串口通道向所述目标板发送调试指令，并且在所述目标板上进行调试操作。

所述调试系统，其中，所述主控板上包括第一命令行解释模块及第一串口驱动模块；所述第一命令行解释模块用于获取所述主控板当前输入的操作指令信息或调试结果信息；所述第一串口驱动模块设有第一串口轮询接口，用于驱动所接收到的操作指令信息或调试结果信息。

所述调试系统，其中，所述目标板包括第二命令行解释模块及第二串口驱动模块；所述第二命令行解释模块用于获取所述目标板当前输入的操作指令信息或调试结果信息；所述第二串口驱动模块设有第二串口轮询接口，用于驱动所接收到的操作指令信息或调试结果信息。

采用本发明技术方案，无需修改底层软件驱动就可以实现远程设备调试，从而使得远程设备调试程序简单化，进而节省了不必要的调试软件的开发，且由于是利用串口进行所述主控板与所述目标板的通信，在所述目标板启动之处即可进行调试，因此，提高了远程调试的能力和范围。

附图说明

图1是本发明远程串口调试系统的结构示意图；

图2是本发明远程串口调试方法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

请参阅附图1，本发明提供了一种远程串口调试系统，包括控制端及调试端；其中，所述调试端包括至少一个目标板140，该目标板140包括第二命令行解释模块及第二串口驱动模块，且在第二串口驱动模块端设有一第一串口轮询接口；所述控制端包括本地通用PC机110、至少一个主控板120及串口连接线130，且所述主控板120包括第一命令行解释模块及第一串口驱动模块，所述第二串口驱动模块端设有一第二串口轮询接口，该第二串口轮询接口通过所述串口连接线与第一串口轮询接口连接，构成一用于传输信息的串口通道，用于驱动所接收到的操作指令信息或调试结果信息。

其中，第一命令行解释模块及第二命令行解释模块由操作系统商集成在操作系统软件中，提供操作系统内核的命令行方式的用户调用接口用于实现命令行解释功能。当本地通用PC机发出操作指令时，所述主控板120上的第一命令行解释模块(shell I)将循环查询该主控板当前控制台输入的操作指令，并且获取该操作指令；然后将获取的操作指令输送至所述第一串口驱动模块上，由该第一串口驱动模块将所述操作指令通过第一串口轮询接口发送到所述串口连接线130上；接着所述操作指令通过所述串口连接线130输送至所述第二串口驱动模块，由该第二串口驱动模块将所述操作指令发送至第二命令行解释模块；作后由第二命令行解释模块(shell II)将所述操作指令解释出来，并且在所述目标板140上完成所需的操作，比如串口通道测试操作，或调试操作等。

比如，当所述目标板完成调试操作后，所述第二命令行解释模块将调试结果发送至第二串口驱动模块，在由所述第二串口轮询接口发送至所述串口连接线130上，经由第一串口驱动模块及shell I后，由shell I将调试结果信息解释处理，并将该调试结果信息通过所述主控板120的当前控制台打印输出。如果需要停止调试操作时，在本地通用PC机上输入Ctril+C(停止调试)命令后，停止调试操作。

为了实现远程串口调试，本发明提供了一种远程串口调试方法，请参阅附图2，其实现流出包括如下步骤：

201、用串口连接线将主控板与目标板相连接；其中，考虑到串口连接线的有效传输长度，该主控板与所述目标板距离不要超过10米；

202、通过本地通用PC机，输入串口通道测试指令，检查所述主控板的当前控制台输入方向是否为telnet方向，是则转至步骤203，否则将所述主控板的当前控制台输入方向切换到Telnet方向，再转至步骤203；

203、根据所述主控板的shell I的波特率，增大主控板操作系统时钟频率至1000Hz，同时取消重启shell I的Ctrl+C命令功能，进入无限循环远程串口交互状态；其中，当前shell I底层的通讯媒介为串口设备；

204、shell I不断循环查询主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取串口通道测试指令后，将该串口通道测试指令通过所述主控板的第一串口轮询发送接口发送到所述目标板；

205、所述目标板上的shell II根据接收到的串口通道测试指令，检查该目标板的当前控制台输出方向是否为串口方向，是则转至步骤206，否则本地通用PC机通过所述主控板发送命令指令，将所述目标板的当前控制台输出方向切换到串口方向，再转至步骤206；

206、启动调试操作，在本地通用PC机上输入调试指令，并由所述主控板的当前控制台输入调试指令，并且由shell I获取调试指令后通过串口连接线输送至目标板，在目标板上执行调试任务；

207、所述调试任务完成后，所述目标板将所述调试结果输送至主控板上，由该主控板的当前控制台打印并输出调试结果；

208、当需要停止调试任务时，在本地通用PC机上输入Ctrl+C后输送至主控板，shell I将检测当前控制台输入的指令信息是否为Ctrl+C，是则转至步骤209，否则转至步骤204，继续执行调试任务；

209、结束循环，回退所述主控板的操作系统的时钟频率，恢复重启shell I的Ctrl+C命令功能，完成调试。

综上所述，采用本发明技术方案，无需修改底层软件驱动就可以实现远程设备调试，简化了远程设备的调试程序，从而节省了不必要的调试软件的开发成本和时间，提高了远程调试的能力和范围；同时，在执行调试操作时，该技术方案的实施也不会影响到单板的稳定性及现有业务运行程序。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种远程串口调试方法，包括如下步骤：

A、在控制端与调试端的目标板之间通过串口连接线建立串口通道；

B1、在所述控制端上增大控制端的主控板操作系统的时钟频率；

B2、所述主控板检查主控板当前控制台的输入方向是否为Telnet方向；

B3、如果是，则所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令；如果否则将所述主控板当前控制台输入方向切换到Telnet方向，所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令；

B4、所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；

B5、所述目标板根据所述串口通道测试指令，检查目标板当前控制台的输出方向是否为串口方向；

B6、如果是，所述目标板则读取目标板当前控制台输入的所述串口通道测试指令，并且输出该串口通道测试指令；否则，控制端的本地PC 机通过所述主控板发送命令指令，将所述目标板的当前控制台输出方向切换到串口方向，再执行步骤C；

C、所述控制端通过所述串口通道向所述目标板发送调试指令，并且在所述目标板上进行调试操作。

2.根据权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述步骤C中，所述调试操作过程包括如下步骤：

C1、所述控制端发送所述调试指令后，所述主控板循环检查其当前控制台输入的调试指令，并获取该调试指令；

C2、所述主控板将所述调试指令发送至所述目标板。

3.根据权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括步骤：

D、所述目标板通过所述串口通道，将调试结果发送至所述主控板，由所述主控板输出所述调试结果。

4.根据权利要求3所述的调试方法，其特征在于，所述步骤D之后还执行如下步骤：

F、所述主控板检测当前控制台输入的信息是否为停止调试信息，若是则启动所述主控板上的停止调试功能，结束调试；否则继续执行调试操作。

5.一种远程串口调试系统，包括控制端，用于输出操作指令，及与所述控制端相连的调试端，用于执行调试任务；所述控制端包括至少一个主控板，所述调试端包括至少一个目标板；其特征在于，所述控制端还包括：

本地PC机，与所述主控板通过IP连接，用于向所述主控板发送操作指令；及

串口连接线，设置在所述主控板与所述目标板之间，用于传输操作指令或调试结果信息；其中：

所述控制端与调试端的目标板之间建立串口通道，并在所述控制端上增大控制端的主控板操作系统的时钟频率；

所述主控板检查主控板当前控制台的输入方向是否为Telnet方向，如果是，则所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令，并且所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；如果否则将所述主控板当前控制台输入方向切换到Telnet方向，所述主控板循环查询所述主控板当前控制台输入的串口通道测试指令，并获取该串口通道测试指令，并且所述主控板将所述串口通道测试指令输送至目标板；

所述目标板根据所述串口通道测试指令，检查目标板当前控制台的输出方向是否为串口方向，如果是，所述目标板则读取目标板当前控制台输入的所述串口通道测试指令，并且输出该串口通道测试指令；否则，本地PC机通过所述主控板发送命令指令，将所述目标板的当前控制台输出方向切换到串口方向；

所述控制端通过所述串口通道向所述目标板发送调试指令，并且在所述目标板上进行调试操作。

6.根据权利要求5所述的调试系统，其特征在于，所述主控板上包括第一命令行解释模块及第一串口驱动模块；所述第一命令行解释模块用于获取所述主控板当前输入的操作指令信息或调试结果信息；所述第一串口驱动模块设有第一串口轮询接口，用于驱动所接收到的操作指令信息或调试结果信息。

7.根据权利要求5所述的调试系统，其特征在于，所述目标板包括第二命令行解释模块及第二串口驱动模块；所述第二命令行解释模块用于获取所述目标板当前输入的操作指令信息或调试结果信息；所述第二串口驱动模块设有第二串口轮询接口，用于驱动所接收到的操作指令信息或调试结果信息。

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