CN103631739B - 嵌入式系统的定位分析方法和嵌入式系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及嵌入式系统的定位分析方法和嵌入式系统。嵌入式系统包括处理器和处理器ETM，以及总线和与总线电连接的总线ETM，处理器ETM与总线ETM电连接，方法包括：为处理器ETM配置处理器触发条件；在处理器ETM检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的处理器ETM向未被触发的总线ETM发送消息，消息用于触发总线ETM完成采集总线操作；存储采集到的处理器操作和采集到的总线操作两者，以用于系统定位分析。通过对处理器和总线进行联合跟踪，针对系统中发生的异常，增加可用于分析异常产生原因的信息量，有利于提高故障分析和解决的效率。

Description

嵌入式系统的定位分析方法和嵌入式系统

技术领域

本发明实施例涉及嵌入式系统，特别涉及嵌入式系统的定位分析方法和嵌入式系统。

背景技术

为了保证嵌入式系统中程序的正常运行以及其他的技术目的，通常需要对嵌入式系统进行定位分析，具体来说，通常需要对嵌入式系统的处理器等进行跟踪。嵌入式系统包括嵌入式处理器，例如ARM（Advanced RISC（Reduced Instruction Set Computing）Machines，先进RISC（精简指令集计算机）机器公司）的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）。嵌入式处理器中一般包括ETM（Embedded Trace Macrocell，嵌入式跟踪单元），用来监控嵌入式处理器的内核，并将压缩后的信息实时的传递到ETB（Embedded TraceBuffer，嵌入式跟踪缓存）。用户可以通过例如JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）接口访问ETB中的数据，对嵌入式系统中的故障、异常进行分析定位。

在复杂的嵌入式系统中，可以用总线连接处理器、存储器等设备，特别是在多处理器的嵌入式系统中，总线的结构非常复杂。采用类似对处理器进行跟踪的方法，也可以对总线上的操作进行定位分析。在这种情况下，总线上也包括ETM和与之对应的ETB。

在对嵌入式系统进行定位分析时，可以为嵌入式处理器和总线的ETM设置相应的触发条件。嵌入式系统中的程序运行过程中，ETM实时的采集处理器和总线上的指令，并将其写入到对应的ETB中。在满足触发条件时，例如发生异常时，触发ETM，例如通过中断来触发ETM，使得ETM停止采集。通过分析触发ETM之前，ETB中记录的信息，可以分析出导致满足触发条件，例如异常，的原因和位置。

ETM可以记录处理器每个周期执行的操作（指令），也可以有选择的只记录跳转或异常的行为（指令）。通过对指令进行压缩，例如至记录跳转、异常指令，或者只记录指令的类型和跳转地址等方式，可以节省ETB中的记录空间。

发明内容

本发明实施例提出了一种嵌入式系统的定位分析方法，通过对处理器和总线的联合跟踪，针对嵌入式系统中发生的异常，增加可用于分析异常产生原因的信息量，有利于提高故障分析和解决的效率。

第一方面，本发明实施例提出了一种嵌入式系统的定位分析方法，所述嵌入式系统包括处理器和与所述处理器电连接的处理器嵌入式跟踪模块ETM，以及总线和与所述总线电连接的总线ETM，所述处理器ETM与所述总线ETM电连接，所述方法包括：为所述处理器ETM配置处理器触发条件；

在所述处理器ETM检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM完成采集总线操作；

存储采集到的所述处理器操作和采集到的所述总线操作两者，以用于系统定位分析。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，为所述总线ETM配置总线触发条件；在所述总线ETM检测到满足其对应的总线触发条件的事件时，所述总线ETM被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM向未被触发的所述处理器ETM发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM完成采集处理器操作。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理器操作和所述总线操作分别包括时间戳，所述时间戳用于使所述处理器操作与所述总线根据时间对齐，用于联合定位分析。

结合第一方面或者第一方面的第一、第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述处理器ETM和所述总线ETM分别包括定时器，所述方法包括：

将所述处理器ETM的定时器和所述总线ETM的定时器同步；

所述处理器ETM采集所述处理器操作时读取所述处理器ETM的定时器的定时值，作为所述处理器操作的时间戳，和所述总线ETM采集所述总线操作时读取所述总线ETM的定时器的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

结合第一方面或者第一方面的第一至第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述存储采集到的所述处理器操作和采集到的所述总线操作两者，具体包括：

根据所述时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

结合第一方面或者第一方面的第一至第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述嵌入式系统包括多个处理器和与所述多个处理器对应的多个所述处理器ETM，其中每个所述处理器ETM分别与所述总线ETM的和其他所述处理器ETM电连接，以使在其中一个所述处理器ETM被触发的同时，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM和其他处理器ETM发送所述消息，用于触发所述总线ETM和其他处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作。

结合第一方面或者第一方面的第一至第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述嵌入式系统包括多个总线和与所述多个总线对应的多个所述总线ETM，其中每个所述总线ETM分别与所述处理器ETM和其他所述总线ETM电连接，以使在其中一个所述总线ETM被触发的同时，被触发的所述总线ETM向所述处理器ETM和其他所述总线ETM发送所述消息，用于触发所述处理器ETM和其他总线ETM各自完成采集处理器操作和总线操作。

结合第一方面或者第一方面的第一至第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述嵌入式系统包括多个处理器和与所述多个处理器对应的多个所述处理器ETM，其中每个所述处理器ETM分别与每个所述总线ETM和其他所述处理器ETM电连接，以使在其中一个所述处理器ETM被触发的同时，被触发的所述处理器ETM向所述多个总线ETM和其他处理器ETM发送所述消息，用于触发所述多个总线ETM和其他所述处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作。

结合第一方面或者第一方面的第一至第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述方法还包括：显示所存储的所述联合操作记录。

结合第一方面或者第一方面的第一至第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述向未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM发送的所述消息，到达所述未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM的相对延迟保持不变。

第二方面，提出了一种嵌入式系统的定位分析方法，所述嵌入式系统包括处理器和总线，以及与所述处理器和总线两者电连接的系统ETM，所述方法包括：

为所述系统ETM配置处理器触发条件和总线触发条件；

在所述系统ETM检测到处理器中满足所述处理器触发条件或所述总线中满足所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM被触发并完成采集所述处理器操作和所述总线操作；

存储所述系统ETM采集的所述处理器操作和所述总线操作，用于系统定位分析。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述处理器操作和所述总线操作包括时间戳，所述时间戳用于使所述处理器操作与所述总线根据时间对齐，用于联合定位分析。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述系统ETM包括定时器，所述方法包括：

启动所述系统ETM的所述定时器，

所述系统ETM采集所述处理器操作和所述总线操作并读取所述定时器的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳。

第三方面，提出了一种嵌入式系统，所述嵌入式系统包括：

处理器，用于执行操作指令；

与所述处理器电连接的处理器嵌入式跟踪模块ETM，用于采集所述处理器的操作，所述处理器ETM包括处理器嵌入式跟踪缓存器ETB；

总线，用于电连接所述处理器和存储器；

与所述总线电连接的总线ETM，用于采集所述总线的操作，所述总线ETM包括总线ETB；

其中所述处理器ETM与所述总线ETM电连接，所述嵌入式系统还包括：

控制器，所述控制器用于为所述处理器ETM配置处理器触发条件；

在所述处理器ETM检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM完成采集总线操作；

所述处理器ETB用于存储所采集的所述处理器操作和所述总线ETB用于存储所采集的所述总线操作，用于系统定位分析。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述控制器用于为所述总线ETM配置总线触发条件，在所述总线ETM检测到满足其对应触发条件的事件时，所述总线ETM被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM向未被触发的所述处理器ETM发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM完成采集处理器操作。

结合第三方面或者第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理器ETM和所述总线ETM分别包括定时器，

所述控制器用于将所述处理器ETM的定时器和所述总线ETM的定时器同步，

在所述处理器ETM采集处理器操作时，所述处理器ETM还用于读取所述处理器ETM的定时器的定时值，作为所述处理器操作的时间戳；

在所述总线ETM采集总线操作时，所述总线ETM还用于读取所述总线ETM的定时器的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

结合第三方面或者第三方面的第一和第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述控制器用于根据所述时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作在所述存储器中转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

结合第三方面或者第三方面的第一至第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述嵌入式系统还包括：

显示器，用于显示所述存储器存储的所述联合操作记录。

结合第三方面或者第三方面的第一至第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述向未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM发送的所述消息，到达所述未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM的相对延迟保持不变。

第四方面，提出了一种嵌入式系统，所述嵌入式系统包括：

处理器，用于执行操作指令；

总线，用于电连接所述处理器和存储器；

与所述处理器和所述总线电连接的系统ETM，用于采集所述处理器的操作和所述总线的操作，所述系统ETM包括系统ETB；

控制器，所述控制器用于为所述系统ETM配置处理器触发条件和总线触发条件；

在所述系统ETM检测到处理器中满足所述处理器触发条件或所述总线中满足所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM被触发并完成采集所述处理器操作和所述总线操作；

所述系统ETB用于存储所述系统ETM采集的所述处理器操作和所述总线操作，用于系统定位分析。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述系统ETM包括定时器，

所述控制器用于启动所述定时器，

在所述系统ETM采集处理器操作和总线操作时，所述系统ETM读取所述定时器的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳。

根据本发明实施例，通过对嵌入式系统中的处理器和总线进行联合跟踪，针对嵌入式系统中发生的异常，增加可用于分析异常产生原因的信息量，有利于提高故障分析和解决的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是应用本发明实施例的技术方案的嵌入式系统的结构图；

图2是根据本发明实施例的嵌入式系统的定位分析方法的示意流程图；

图3是应用本发明实施例的技术方案的另一种嵌入式系统的结构图；

图4是根据本发明实施例的嵌入式系统定位分析方法的示意流程图；

图5是根据本发明实施例的嵌入式系统的示意结构图；

图6是根据本发明实施例的嵌入式系统的示意结构图；

图7是根据本发明实施例的另一种嵌入式系统的示意结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是应用本发明实施例的技术方案的嵌入式系统的结构图。如图1所示，包括定位分析模块的嵌入式系统100包括：处理器110，用于执行操作指令；处理器ETM 120，所述处理器ETM与处理器电连接，用于监控处理器110中的指令运行情况并采集处理器110中的操作；处理器ETB 122，所述处理器ETB与处理器ETM电连接，用于缓存处理器ETM120采集的处理器操作；总线130，所述总线将处理器110与存储器140电连接，用于在处理器110和存储器140之间传输指令和数据；总线ETM 150，所述总线ETM150与总线130电连接，用于监控并采集总线150上的读写操作；总线ETB152，所述总线ETB与总线ETM 150电连接，用于缓存总线ETM150采集的总线操作。根据本发明实施例，处理器ETM 120与总线ETM 150电连接，用于互相传递消息。例如，处理器ETM 120的触发端口与总线ETM 150的触发端口都电连接到共同的控制器上，由控制器实现处理器ETM 120和总线ETM 150的联合定位分析。

本领域技术人员可以理解，在对嵌入式系统100进行定位分析时，还可以包括调试用的主机，例如个人计算机；跟踪调试软件；和跟踪调试仿真器，例如JTAG仿真器。调试用的主机通过跟踪调试仿真器与处理器ETM和总线ETM电连接，并通过调试接口例如JTAG接口对ETM进行配置，读取ETB中的数据，配合跟踪调试软件进行嵌入式系统的故障分析、异常定位等操作。

本领域技术人员可以理解，在图1所示嵌入式系统中，存储器140仅为总线上加载的设备的示例。总线上加载的设备可以包括主设备（Master）和辅设备（Slave），其中处理器110可以作为主设备也可以做为辅设备，而存储器140只能作为辅设备。嵌入式系统中的辅设备还可以包括除了存储器140之外的设备，外设接口、输入输出设备等。

本领域技术人员应该理解，根据嵌入式系统的规模不同，其中可以包括多个处理器、多个处理器ETM、多个总线、多个总线ETM。它们可以按照图1所示的连接关系相互连接，而且其中所有的ETM，包括处理器ETM和总线ETM，彼此相互电连接，用户互相传递消息，以实现对嵌入式系统的联合定位分析。

图2是根据本发明实施例的嵌入式系统的定位分析方法200的示意流程图。如图2所示，方法200包括：

210：为处理器ETM配置处理器触发条件；

定位分析方法还包括启动处理器ETM采集处理器操作和启动总线ETM采集总线操作。

220：在所述处理器ETM检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM完成采集总线操作；

230：存储采集到的处理器操作和采集到的总线操作两者，用于系统定位分析。

在本发明实施例中，步骤210还可以包括为总线ETM配置总线触发条件。在这种情况下，步骤220可以进一步包括或者在所述总线ETM检测到满足其对应的总线触发条件的事件时，所述总线ETM被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM向未被触发的所述处理器ETM发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM完成采集处理器操作；

在嵌入式系统故障分析过程中，处理器ETM连续采集处理器中执行的指令，而总线ETM连续采集总线上的指令和数据，在处理器ETM被触发时，处理器ETM将停止采集处理器中执行的指令，并将采集到的指令缓存到总线ETB中，供以后分析，总线ETM的工作模式类似于处理器ETM。为处理器ETM的处理器触发条件和为总线ETM配置的总线触发条件，可以是处理器中的出现的异常事件、总线上的异常读写操作等。或者，为了其他实际需要，为处理器ETM配置的处理器触发条件可以是跳转指令、分支指令等。例如，为处理器ETM配置的处理器触发条件可以是检测到处理器执行“goto Address****”指令时，停止采集处理器上执行的指令，而为总线ETM配置的总线触发条件可以是检测到总线上“一次读访问延迟超过50个时钟周期”时，停止采集总线上的指令和数据。为了叙述方便，处理器中执行的各种指令以“处理器操作”来概括，而总线上出现的各种指令和数据以“总线操作”来概括。

在满足为处理器ETM配置的处理器触发条件时，处理器ETM被触发。同样，为了其他实际需要，为总线ETM配置的总线触发条件可以是对特定存储器的读写指令。在满足为总线ETM配置的总线触发条件时，总线ETM被触发。

在本发明实施例中，由于处理器ETM与总线ETM电连接，因此在处理器ETM和总线ETM其中之一检测到满足其对应处理器触发条件或者总线触发条件的事件时，被触发的处理器ETM或者总线ETM在完成采集处理器操作或者总线操作的同时，向未被触发的总线ETM或者处理器ETM发送消息，消息用于触发未被触发的总线ETM或者处理器ETM完成采集总线操作或者处理器操作。

具体来说，如果处理器ETM检测到为处理器ETM设置的处理器触发条件，则处理器ETM完成对处理器操作的采集，与此同时，处理器ETM向总线ETM发送消息，该消息用于触发总线ETM完成对总线操作的采集。在完成采集后，处理器ETM将其采集到的处理器操作缓存在处理器ETB中，而总线ETM将其采集到的总线操作缓存到总线ETB中，供以后定位分析所用。同理，如果总线ETM检测到为总线ETM设置的总线触发条件，则总线ETM完成对总线操作的采集，与此同时，总线ETM向处理器ETM发送消息，该消息用于触发处理器ETM完成对处理器操作的采集。在完成采集后，处理器ETM将其采集到的处理器操作缓存在处理器ETB中，而总线ETM将其采集到的总线操作缓存到总线ETB中，供以后定位分析所用。

在一种可能的实现方式中，所述处理器操作和所述总线操作分别包括时间戳，所述时间戳用于使所述处理器操作与所述总线根据时间对齐，用于联合定位分析。在获得时间戳的一种实现方式中，图1所示的处理器ETM120和总线ETM150可以分别包括定时器。图2所示的方法200可以包括：将所述处理器ETM的定时器和所述总线ETM的定时器同步。另外，方法200中的步骤220可以包括：所述处理器ETM读取所述处理器ETM的定时器的定时值，作为所述处理器操作的时间戳，和所述总线ETM读取所述总线ETM的定时器的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

为了实现处理器与总线的联合定位分析，可以根据处理器操作和总线操作中的时间戳将处理器操作和总线操作按照时间顺序对齐，由此可以观察在同一时刻，处理器和总线上发生的事件。为此，方法200的步骤230可以包括：根据所述时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。可选地，可以将联合操作记录存储在存储器140中，以便后续系统定位分析时使用。

如前所述，嵌入式系统根据规模和具体应用场合，可以包括多个处理器和/或多个总线设备例如多个存储器等。在这种情况下，嵌入式系统相应地包括多个处理器ETM和/或多个总线ETM。当然，每个ETM相应地配备各自的ETB。

在一种可能的实现方式中，嵌入式系统包括多个处理器ETM和总线ETM。根据本发明实施例，每个处理器ETM分别与总线ETM以及其他处理器ETM电连接，以使其中一个处理器ETM被触发的同时，被触发的处理器ETM向总线ETM和其他处理器ETM发送消息，用于触发总线ETM和其他处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作，或者在总线ETM被触发的同时，该总线ETM向每个处理器ETM发送消息，用于触发每个处理器ETM各自完成采集处理器操作。

在另一种可能的实现方式中，嵌入式系统包括处理器ETM和多个总线ETM。根据本发明实施例，每个总线ETM分别与处理器ETM以及其他总线ETM电连接，以使其中一个总线ETM被触发的同时，被触发的总线ETM向处理器ETM和其他总线ETM发送消息，用于触发处理器ETM和其他总线ETM各自完成采集处理器操作和总线操作，或者在处理器ETM被触发的同时，该处理器ETM向每个总线ETM发送消息，用于触发每个总线ETM各自完成采集总线操作。

在另一种可能的实现方式中，在最复杂的情况下，嵌入式系统包括多个处理器ETM以及多个总线ETM。根据本发明实施例，每个处理器ETM分别与每个总线ETM电连接，以使其中一个处理器ETM被触发的同时，被触发的处理器ETM向全部总线ETM和其他处理器ETM发送消息，用于触发全部总线ETM和其他处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作，或者其中一个总线ETM被触发的同时，被触发的总线ETM向全部处理器ETM和其他总线ETM发送消息，用于触发全部处理器ETM和其他总线ETM各自完成采集总线操作和处理器操作。

根据本发明实施例，在嵌入式系统包括多个处理器ETM和/或多个总线ETM的情况下，可以利用每个处理器ETM和/或每个总线ETM中的定时器，为每个处理器ETM和/或每个总线ETM采集的处理器操作和/或总线操作增加时间戳，用于将处理器操作和总线操作时间对齐，以实现联合定位分析。

根据本发明实施例，可以显示存储的处理器操作和/或总线操作，用于联合定位分析。优选地，方法200可以包括：显示所存储的所述联合操作记录，以方便进行系统定位分析。

根据本发明实施例，被触发的处理器ETM或者总线ETM向未被触发的总线ETM或者处理器ETM发送的消息，到达所述未被触发的总线ETM或者总线ETM的相对延迟保持不变。在嵌入式系统开发完成之后，多个处理器ETM彼此之间、多个总线ETM彼此之间，处理器ETM和总线ETM彼此之间的电连接关系即被固定下来，因此从一个ETM到另一个ETM的消息延迟就固定下来而不发生变化。例如，虽然从第一ETM到第二ETM的消息和从第一ETM到第三ETM的消息延迟可能不同，例如相差3个时钟周期，但是可以在根据时间戳对处理器操作和总线操作进行时间对齐时进行相应的调整，以使联合操作记录中的总线操作和处理器操作为发生在同一时刻的操作，这样有利于进行联合定位分析。

下面举例说明本发明实施例的具体应用。

例如为总线ETM配置的总线触发条件是监控对于特定存储器X的“写指令”异常，例如在检测到对存储器X的“写指令”到达，但是在预定时间内，“写数据”没有到达的情况下，总线ETM被触发而完成总线操作的采集，同时处理器ETM也被触发而完成处理器操作的采集。通过分析处理器ETB中缓存的处理器操作，例如发现处理器A发出了对存储器X的“写指令”，而同时另一个处理器B也发出了对存储器X的“写指令”。接下来，通过分析总线ETB中缓存的总线操作，发现处理器B发出的对存储器X的“写指令”未达到，而是驻留在总线中。接下来，返回去检查处理器ETB中的处理器操作，发现处理器A和B还同时访问存储器Y。而通过总线ETB中的总线操作，发现存储器Y与存储器X发生了同样的问题。由此可以看出，处理器A和B发出的“写指令”是顺序到达的，但是发出的“写数据”在总线中发生了顺序颠倒，而存储器X要求先收到处理器A发出的“写数据”才能接收处理器B发出的“写指令”，由此可以得出，处理器A和B以及存储器X和Y之间发生了所谓的“蝶形死锁”。在这种情形下，利用本发明实施例的技术方案，可以迅速分析出异常的原因，以及发生异常的位置。

在另一个例子中，例如为处理器ETM配置的处理器触发条件为处理器“挂死”。这里所说的“挂死”表现为处理器停止运行且不再响应其他处理器的请求，在软件层面的表现就是“挂死（hang on）”。在处理器发生“挂死”时，处理器ETM被触发而完成处理器操作的采集，同时总线ETM也被触发而完成总线操作的采集。通过分析处理器ETB，可以看到处理器“挂死”前最后一个访问是访问某个辅设备。接下来，通过查看总线ETB中的总线操作，发现该附属设备接收到了该访问指令，并正常反馈给了处理器。由此可见，总线没有发生故障。然后再检查总线ETB中的其他总线操作，例如发现处理器的中止（halt）信号被软件误操作而置为有效，由此导致处理器“挂死”。这个场景是典型的“软件错误”而非“硬件错误”，根据本发明实施例的方法加速了软件定位。

图3是应用本发明实施例的技术方案的另一种嵌入式系统的结构图。如图3所示，包括定位分析模块的嵌入式系统300包括：处理器310，用于执行操作指令；总线330，所述总线将处理器310与存储器340电连接，用于在处理器310和存储器340之间传输指令和数据；系统ETM 320，所述系统ETM与处理器310和总线330电连接，用于监控处理器310中的指令运行情况并采集处理器310中的操作，以及监控并采集总线330上的读写操作；系统ETB 322，所述系统ETB与系统ETM 320电连接，用于缓存系统ETM320采集的处理器操作和总线操作。

在这种情况下，在处理器或者总线上发生满足处理器触发条件或者总线触发条件的事件时，系统ETM被触发，同时采集处理器和总线上的操作，并缓存在系统ETB中，以便进行处理器和总线的联合定位分析。

图4是根据本发明实施例的嵌入式系统定位分析方法400的示意流程图。方法400应用于图3所述的嵌入式系统。如图4所示，方法400包括：

410：为系统ETM配置处理器触发条件和总线触发条件；

定位分析方法还包括启动所述系统ETM采集处理器操作和总线操作。

420：在系统ETM检测到满足所述处理器触发条件或所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM被触发并完成采集处理器操作和总线操作；

430：存储所述系统ETM采集的处理器操作和总线操作，用于系统定位分析。

在系统ETM统一监控处理器和总线的情况下，ETB中存储的处理器操作与总线操作对应，因此可以不使用定时器为处理器操作和总线操作提供时间戳。但是，可选地，也可以在步骤420的同时或者步骤420之前，启动系统ETM的定时器，所述定时器为处理器和总线上的操作提供共用的时间戳。在这种情况下，系统ETM在采集处理器操作和总线操作的同时，也可以读取定时器的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳，并将处理器操作和总线操作发生的定时值一同缓存在总线ETB中，以方便故障定位和分析。

根据本发明实施例，通过对处理器和总线的联合定位分析，针对嵌入式系统中发生的异常，增加可用于分析异常产生原因的信息量，有利于提高故障分析和解决的效率。

根据本发明实施例，提出了一种嵌入式系统，这种嵌入式系统采用前述本发明实施例的定位分析方法对处理器和总线进行联合定位分析。

图5是根据本发明实施例的嵌入式系统的示意结构图。如图5所示，嵌入式系统500包括：

处理器510，用于执行操作指令；

与所述处理器电连接的处理器嵌入式跟踪模块ETM 520，用于采集所述处理器的操作，所述处理器ETM 520包括处理器嵌入式跟踪缓存器ETB522；

总线530，用于电连接所述处理器510和存储器540；

与所述总线电连接的总线ETM 550，用于采集所述总线的操作，所述总线ETM 550包括总线ETB 552；

其中所述处理器ETM 520与所述总线ETM 550电连接，所述嵌入式系统还包括：

控制器560，所述控制器560用于为所述处理器ETM 520配置处理器触发条件，并用于启动所述处理器ETM 520采集处理器操作和启动所述总线ETM 550采集总线操作；

在所述处理器ETM520检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM520被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM520向未被触发的所述总线ETM550发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM550完成采集总线操作；

所述处理器ETB 522用于存储所采集的所述处理器操作和所述总线ETB 552用于存储所采集的所述总线操作，用于系统定位分析。

根据本发明实施例，所述控制器560还用于为所述总线ETM 550配置总线触发条件，并且

在所述总线ETM550检测到满足其对应的总线触发条件的事件时，所述总线ETM550被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM550向未被触发的所述处理器ETM520发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM520完成采集处理器操作。

本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的嵌入式系统中，控制器可以包括：输入输出设备，例如键盘，用于输入指令；接口设备，例如JTAG接口，用于访问处理器ETM和/或总线ETM。控制器560可以包括单独的存储器，例如只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）或者读写存储器（Random Access Memory，简称RAM）用于存储指令信息，这些指令信息用于实现本发明实施例的方法。

可选地，在本发明实施例中，用于实现本发明实施例的方法的指令信息可以存储在嵌入式系统500的存储器540中。

根据一种具体的例子，控制器560由跟踪调试主机、JTAG仿真器构成，用于实现本发明实施例的方法的指令信息存储在跟踪调试主机内的存储器中。跟踪调试主机具备键盘、鼠标等输入输出设备，用于向嵌入式系统输入指令和数据。JTAG仿真器作为借口设备，将跟踪调试主机与嵌入式系统电连接，以配置处理器ETM和/或总线ETM，并用于读取存储器540中的采集的处理器操作和总线操作。

可选地，如图6所示，所述处理器ETM 520和所述总线ETM 550分别包括定时器524和定时器554，

所述控制器560用于将所述处理器ETM 520的定时器524和所述总线ETM 550的定时器554同步，

在所述处理器ETM 520采集处理器操作时，所述处理器ETM 520还用于读取所述处理器ETM 520的定时器524的定时值，作为所述处理器操作的时间戳；

在所述总线ETM 550采集总线操作时，所述总线ETM 550还用于读取所述总线ETM550的定时器554的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

根据本发明实施例，所述控制器560用于根据所述时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。可选地，根据本发明实施例，所述嵌入式系统500包括多个处理器510和与多个处理器510对应的多个处理器ETM 520，其中每个处理器ETM 520分别与总线ETM 550和其他处理器ETM 520电连接，以使在其中一个处理器ETM 520被触发的同时，其他处理器ETM 520和总线ETM 550被同时触发。

可选地，根据本发明实施例，所述嵌入式系统500包括多个总线530和与多个总线530对应的多个总线ETM 550，其中每个总线ETM 550分别与处理器ETM 520和其他总线ETM550电连接，以使在其中一个总线ETM被触发的同时，其他总线ETM和处理器ETM被同时触发。

可选地，在嵌入式系统500包括多个总线530和与多个总线530对应的多个总线ETM550，以及多个处理器510和与多个处理器对应的多个所述处理器ETM 520的情况下，每个处理器ETM分别与总线ETM和其他处理器ETM电连接，以使在其中一个处理器ETM被触发的同时，其他处理器ETM和总线ETM被同时触发，而且每个总线ETM分别与处理器ETM和其他总线ETM电连接，以使在其中一个总线ETM被触发的同时，其他总线ETM和处理器ETM被同时触发。

可选地，根据本发明实施例，处理器ETM 520和总线ETM 550两者均被触发并在继续采集预设数量的所述处理器操作和所述总线操作之后，停止采集所述处理器操作和所述总线操作。

根据本发明实施例，如前所述，向未被触发的总线ETM 550或者处理器ETM 520发送的消息，到达未被触发的总线ETM 550或者处理器ETM 520的相对延迟保持不变。

图7是根据本发明实施例的另一种嵌入式系统的示意结构图。如图7所示，嵌入式系统700包括：

处理器710，用于执行操作指令；

总线720，用于电连接所述处理器710和存储器740；

与处理器710和总线720电连接的系统ETM 730，用于采集所述处理器710的操作和所述总线720的操作，所述系统ETM 730包括系统ETB 732；

控制器750，所述控制器用于为系统ETM 730配置处理器触发条件和总线触发条件，并用于启动所述系统ETM 730采集处理器操作和总线操作；

在所述系统ETM 730检测到处理器中满足所述处理器触发条件或所述总线720中满足所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM 730被触发并完成采集所述处理器操作和所述总线操作；

所述系统ETB 732用于存储所述系统ETM采集的所述处理器操作和所述总线操作，用于系统跟踪。

本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的嵌入式系统中，控制器可以包括：输入输出设备，例如键盘，用于输入指令；接口设备，例如JTAG接口，用于访问处理器ETM和/或总线ETM。控制器750可以包括单独的存储器，例如只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）或者读写存储器（Random Access Memory，简称RAM）用于存储指令信息，这些指令信息用于实现本发明实施例的方法。

可选地，在本发明实施例中，用于实现本发明实施例的方法的指令信息可以存储在嵌入式系统700的存储器740中。

根据一种具体的例子，控制器由跟踪调试主机、JTAG仿真器构成，用于实现本发明实施例的方法的指令信息存储在跟踪调试主机内的存储器中。跟踪调试主机具备键盘、鼠标等输入输出设备，用于向嵌入式系统输入指令和数据。JTAG仿真器作为借口设备，将跟踪调试主机与嵌入式系统电连接，以配置系统ETM，并用于读取存储器740中的采集的处理器操作和总线操作。

可选地，在本发明实施例中，存储器740可以进一步包括外部存储器，例如硬盘驱动器，用于长期保存系统ETM采集的大量的处理器操作和大量的总线操作，用于后期分析或者其他具体目的。

可选地，所述系统ETM 730包括定时器734，

所述控制器750用于启动所述定时器734，

在所述系统ETM 730采集处理器操作和总线操作时，所述系统ETM 730读取所述定时器734的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种嵌入式系统的定位分析方法，其特征在于，所述嵌入式系统包括处理器和与所述处理器电连接的处理器嵌入式跟踪模块ETM，以及总线和与所述总线电连接的总线ETM，所述处理器ETM与所述总线ETM电连接，所述方法包括：

为所述处理器ETM配置处理器触发条件，所述处理器ETM用于监控所述处理器的内核；

在所述处理器ETM检测到满足其对应的所述处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM完成采集总线操作，所述处理器操作包括所述处理器中执行的指令；

根据所述处理器操作的时间戳和所述总线操作的时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

为所述总线ETM配置总线触发条件；

在所述总线ETM检测到满足其对应的总线触发条件的事件时，所述总线ETM被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM向未被触发的所述处理器ETM发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM完成采集处理器操作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理器操作和所述总线操作分别包括时间戳，所述时间戳用于使所述处理器操作与所述总线根据时间对齐，用于联合定位分析。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理器ETM和所述总线ETM分别包括定时器，所述方法包括：

将所述处理器ETM的定时器和所述总线ETM的定时器同步；

所述处理器ETM采集所述处理器操作时读取所述处理器ETM的定时器的定时值，作为所述处理器操作的时间戳，和所述总线ETM采集所述总线操作时读取所述总线ETM的定时器的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，

所述嵌入式系统包括多个处理器和与所述多个处理器对应的多个所述处理器ETM，其中每个所述处理器ETM分别与所述总线ETM的和其他所述处理器ETM电连接，以使在其中一个所述处理器ETM被触发的同时，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM和其他处理器ETM发送所述消息，用于触发所述总线ETM和其他处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作。

6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，

所述嵌入式系统包括多个总线和与所述多个总线对应的多个所述总线ETM，其中每个所述总线ETM分别与所述处理器ETM和其他所述总线ETM电连接，以使在其中一个所述总线ETM被触发的同时，被触发的所述总线ETM向所述处理器ETM和其他所述总线ETM发送所述消息，用于触发所述处理器ETM和其他总线ETM各自完成采集处理器操作和总线操作。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述嵌入式系统包括多个处理器和与所述多个处理器对应的多个所述处理器ETM，其中每个所述处理器ETM分别与每个所述总线ETM和其他所述处理器ETM电连接，以使在其中一个所述处理器ETM被触发的同时，被触发的所述处理器ETM向所述多个总线ETM和其他处理器ETM发送所述消息，用于触发所述多个总线ETM和其他所述处理器ETM各自完成采集总线操作和处理器操作。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

显示所存储的所述联合操作记录。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

向所述未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM发送的所述消息，到达所述未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM的相对延迟保持不变。

10.一种嵌入式系统的定位分析方法，其特征在于，所述嵌入式系统包括处理器和总线，以及与所述处理器和总线两者电连接的系统ETM，所述方法包括：

为所述系统ETM配置处理器触发条件和总线触发条件；

在所述系统ETM检测到处理器中满足所述处理器触发条件或所述总线中满足所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM被触发并完成采集所述处理器操作和所述总线操作，其中，所述处理器操作包括所述处理器中执行的指令；

根据所述处理器操作的时间戳和所述总线操作的时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述处理器操作和所述总线操作包括时间戳，所述时间戳用于使所述处理器操作与所述总线根据时间对齐，用于联合定位分析。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述系统ETM包括定时器，所述方法包括：

启动所述系统ETM的所述定时器，

所述系统ETM采集所述处理器操作和所述总线操作并读取所述定时器的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳。

13.一种嵌入式系统，其特征在于，所述嵌入式系统包括：

处理器，用于执行操作指令；

与所述处理器电连接的处理器嵌入式跟踪模块ETM，用于采集所述处理器的操作，所述处理器ETM包括处理器嵌入式跟踪缓存器ETB，所述处理器ETM用于监控所述处理器的内核；

总线，用于电连接所述处理器和存储器；

与所述总线电连接的总线ETM，用于采集所述总线的操作，所述总线ETM包括总线ETB；

其中所述处理器ETM与所述总线ETM电连接，所述嵌入式系统还包括：

控制器，所述控制器用于为所述处理器ETM配置处理器触发条件；

在所述处理器ETM检测到满足其对应的处理器触发条件的事件时，所述处理器ETM被触发以完成采集处理器操作，被触发的所述处理器ETM向未被触发的所述总线ETM发送消息，所述消息用于触发所述总线ETM完成采集总线操作，所述处理器操作包括所述处理器中执行的指令；

所述处理器ETB用于根据所述处理器操作的时间戳和所述总线操作的时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

14.如权利要求13所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述控制器还用于为所述总线ETM配置总线触发条件；

在所述总线ETM检测到满足其对应的总线触发条件的事件时，所述总线ETM被触发以完成采集总线操作，被触发的所述总线ETM向未被触发的所述处理器ETM发送消息，所述消息用于触发所述处理器ETM完成采集处理器操作。

15.如权利要求13所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述处理器ETM和所述总线ETM分别包括定时器，

所述控制器用于将所述处理器ETM的定时器和所述总线ETM的定时器同步，

在所述处理器ETM采集处理器操作时，所述处理器ETM还用于读取所述处理器ETM的定时器的定时值，作为所述处理器操作的时间戳；

在所述总线ETM采集总线操作时，所述总线ETM还用于读取所述总线ETM的定时器的定时值，作为所述总线操作的时间戳。

16.如权利要求15所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述嵌入式系统还包括：

显示器，用于显示所述存储器存储的所述联合操作记录。

17.如权利要求14至16任一项所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述向未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM发送的所述消息，到达所述未被触发的所述总线ETM或者所述处理器ETM的相对延迟保持不变。

18.一种嵌入式系统，其特征在于，所述嵌入式系统包括：

处理器，用于执行操作指令；

总线，用于电连接所述处理器和存储器；

与所述处理器和所述总线电连接的系统ETM，用于采集所述处理器的操作和所述总线的操作，所述系统ETM包括系统ETB；

控制器，所述控制器用于为所述系统ETM配置处理器触发条件和总线触发条件；

在所述系统ETM检测到处理器中满足所述处理器触发条件或所述总线中满足所述总线触发条件的事件时，所述系统ETM被触发并完成采集所述处理器操作和所述总线操作，其中，所述处理器操作包括所述处理器中执行的指令；

所述系统ETB用于根据所述处理器操作的时间戳和所述总线操作的时间戳将所述处理器操作和所述总线操作时间对齐，并将所述处理器操作和所述总线操作转存为联合操作记录，其中每一条联合操作记录包括时间戳、与该时间戳对应的处理器操作、和与该时间戳对应的总线操作。

19.如权利要求18所述的嵌入式系统，其特征在于，

所述系统ETM包括定时器，

所述控制器用于启动所述定时器，

在所述系统ETM采集处理器操作和总线操作时，所述系统ETM读取所述定时器的定时值，作为所述处理器操作和所述总线操作的所述时间戳。