CN103853147B - 一种嵌入式系统的在线调试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种嵌入式系统的在线调试系统，具体调试过程是：将嵌入式系统与外部设备的标准串口连接，并通过外部设备输入调试命令；命令行编译子系统和命令行编辑子系统检测外部设备输入的调试命令，命令行编译子系统将编译好的调试命令代码传入串口通信子系统，并通过串口通信子系统传入批处理子系统；命令配置子系统加载配置好的调试命令，然后批处理子系统执行该调试命令；批处理子系统将调试命令的执行结果传入图形显示子系统进行显示，同时该执行结果通过串口通信子系统传输至外部设备，在外部设备上也进行显示。本发明能够减少开发人员的在线调试时间，使用户可以方便、直观的对嵌入式系统的运行状态进行监控及调试。

Description

一种嵌入式系统的在线调试系统
技术领域
本发明属于计算机嵌入式技术领域，具体涉及一种基于操作系统服务接口的嵌入式系统的在线调试系统。
背景技术
随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式系统由人工的机械化控制到电气自动化控制转变，对系统提出了新的要求。可以利用便携电脑直接链接到嵌入式系统进行调试和监控。为了嵌入式系统在线调试的需要，需要开发专用于基于操作系统服务接口的嵌入式系统在线调试方法。
现有方法中，基于嵌入式的调试解决方案，往往存在不能软硬兼顾、调试模型不具有扩展性、调试界面不友好、调试效率较低等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种基于操作系统服务接口的嵌入式系统的在线调试系统及方法，使用户可以方便、直观的对嵌入式系统的运行状态进行监控及调试。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种嵌入式系统的在线调试系统，包括嵌入式系统和与该嵌入式系统连接的外部设备，其特征在于，所述嵌入式系统包含一调试系统，所述外部设备中安装与该调试系统相应的调试操作软件；所述调试系统包括：
串口通信子系统，与所述外部设备的标准串口连接，用于实现所述调试系统与所述外部设备间的信息交互传输；
批处理子系统，与所述串口通信子系统连接，用于处理来自所述外部设备的控制信息，生成命令集合的文件，读取文件中的命令并分批次的执行；
命令配置子系统，与所述批处理子系统连和所述串口通信子系统连接，用于加载调试命令，在所述调试系统启动时依据启动文件和串口通信子系统传回的菜单命令进行命令配置；
图形显示子系统，与所述串口通信子系统和所述批处理子系统连接，用于显示调试信息，并将该调试信息传输至串口通信子系统；
命令行编辑子系统，与所述图形显示子系统连接，用于检测所述外部设备输入的调试命令，对其进行编辑操作；
命令行编译子系统，与所述图形显示子系统和所述串口通信子系统连接，用于对编辑过的命令代码进行转换，生成调试系统可用的命令代码，并传输至所述串口通信子系统。
一种嵌入式系统的在线调试方法，适用于上述系统，其步骤包括：
1）将嵌入式系统与外部设备的标准串口连接，并通过所述外部设备输入调试命令；
2）命令行编译子系统和命令行编辑子系统检测外部设备输入的调试命令，如果该调试命令的格式错误，则提示重新输入命令直至输入正确，之后命令行编译子系统将编译好的调试命令代码传入串口通信子系统；
3）所述编译好的调试命令通过串口通信子系统传入批处理子系统，命令配置子系统加载配置好的调试命令，然后批处理子系统执行该调试命令；
4）批处理子系统将调试命令的执行结果传入图形显示子系统进行显示，同时图形显示子系统将该执行结果通过串口通信子系统传输至外部设备，使该执行结果在图形显示子系统与外部设备上同时显示。
本发明提供了一种基于操作系统服务接口的嵌入式系统的在线调试系统及方法，能够减少开发人员的在线调试时间，调试结果更直观，更简洁，使用户可以方便、直观的对嵌入式系统的运行状态进行监控及调试。
附图说明
图1是本发明实施例中在线调试系统的组成结构示意图。
图2是图1中各子系统的组成模块示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并配合附图，对本发明做进一步的说明。
图1是本实施例的嵌入式系统的在线调试系统的组成结构示意图，包括调试系统和与该调试系统连接的外部设备。该调试系统安装于待调试的嵌入式系统（图1未示出）内。该外部设备优选为便携设备，本实施例采用便携式计算机，该便携式计算机中安装与所述调试系统相应的用户端调试操作软件。该调试系统在结构上分成6个子系统：串口通信子系统、批处理子系统、命令配置子系统、图形显示子系统、命令行编译子系统、和命令行编辑子系统。每个子系统又划分成若干模块单元，如图2所示，包括了软件开发中必须实现的功能、接口，使用户可以方便、直观的对嵌入式系统的运行状态进行监控及调试。下面做具体的说明。
1.运行环境设计
1）嵌入式系统的硬件平台：
工作站的最低配置要求：
处理器：PIV（或x86兼容处理器）1.7GHz以上
内存：64MB以上
硬盘：1G以上
外设的要求：带有标准的RS232-C串口通信总线接口
传输距离：小于15米
通信带宽：110~921600bps
2）软件平台：
软件系统：嵌入式操作系统
客户端（外部设备）的操作系统：WindowsXp
客户端（外部设备）的平台软件：Win32平台
2.子系统结构
所述调试系统分成6大子系统，每个子系统完成不同的、相对独立的功能。这些子系统构成了的主体部分。子系统按照需求列表中的顺序编号。每个子系统的具体功能如表1所示。
表1.子系统结构表
3.功能模块结构
以下是在线调试系统每个子系统的模块列表，分为模块编号、模块名称、功能简述以及模块的接口说明等几部分。模块编号第一位对应于子系统的编号，后一位是子系统内部的一个编号。模块名称对应于每个子系统内部的一个功能实现的描述。接口说明则简要说明了模块的输入、输出及模块间交互方式。
1）串口通信子系统
该子系统在现有技术中已实现。本实施例中，该子系统包括通信接口模块、命令通信模块、数据通信模块和串口数据解释模块，各模块的功能如表2所示。
表2.串口通信子系统结构说明
2）批处理子系统
这是本发明特别设计的子系统。该子系统包括批处理生成模块、批处理执行模块和环境变量配置模块，各模块的功能如表3所示。
表3.批处理子系统结构说明
3）命令配置子系统
这是本发明特别设计的子系统。该子系统包括加载标准命令模块、加载被调试固件的自身命令模块、菜单命令调用模块、菜单命令生成模块和错误回馈模块，各模块的功能如表4所示。
表4.命令配置子系统结构说明
4）图形显示子系统
该子系统在现有技术中已实现。该子系统包括图形显示相关的模块，各模块的具体功能如表5所示。
表5.图形显示子系统结构说明
表5（续）
5）命令行编译子系统
这是本发明特别设计的子系统。该子系统包含的各模块及具体功能如表6所示。
表6.命令行编译子系统结构说明
6）命令行编辑子系统
该子系统在现有技术中已实现。该子系统包含的各模块及具体功能如表7所示。
应用上述系统进行嵌入式软件在线调试的整个流程如图1所示。嵌入式系统连接外部便携计算机，该便携计算机输入调试命令，通过串口通信子系统传入批处理子系统进行执行，执行完毕后将执行结果传入图形显示子系统，图形显示子系统将执行结果传入串口通信子系统，执行结果最终在外部计算机上显示。
上述实施例包括了软件开发中必须实现的功能、接口、数据存储结构、性能、用户界面以及设计、编码规约等方面内容，能够减少开发人员的在线调试时间，调试结果更直观，更简洁，使用户可以方便、直观的对嵌入式系统的运行状态进行监控及调试。
表7.命令行编辑子系统结构说明
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求所述为准。

Claims (6)

1.一种嵌入式系统的在线调试系统，包括嵌入式系统和与该嵌入式系统连接的外部设备，其特征在于，所述嵌入式系统包含一调试系统，所述外部设备中安装与该调试系统相应的调试操作软件；所述调试系统包括：
串口通信子系统，与所述外部设备的标准串口连接，用于实现所述调试系统与所述外部设备间的信息交互传输；
批处理子系统，与所述串口通信子系统连接，用于处理来自所述外部设备的控制信息，生成命令集合的文件，读取文件中的命令并分批次的执行；
命令配置子系统，与所述批处理子系统连和所述串口通信子系统连接，用于加载调试命令，在所述调试系统启动时依据启动文件和串口通信子系统传回的菜单命令进行命令配置；
图形显示子系统，与所述串口通信子系统和所述批处理子系统连接，用于显示调试信息，并将该调试信息传输至串口通信子系统；
命令行编辑子系统，与所述图形显示子系统连接，用于检测所述外部设备输入的调试命令，对其进行编辑操作；
命令行编译子系统，与所述图形显示子系统和所述串口通信子系统连接，用于对编辑过的命令代码进行转换，生成调试系统可用的命令代码，并传输至所述串口通信子系统。
2.如权利要求1所述的嵌入式系统的在线调试系统，其特征在于，所述串口通信子系统包括通信接口模块、命令通信模块、数据通信模块和串口数据解释模块。
3.如权利要求1所述的嵌入式系统的在线调试系统，其特征在于，所述批处理子系统包括：
批处理生成模块，用于生成批处理文件；
批处理执行模块，用于解析批处理文件，并将解析出的命令发送至各个子系统；
环境变量配置模块，用于设置工作窗口日志文件以及图形窗口图形文件的存放路径。
4.如权利要求3所述的嵌入式系统的在线调试系统，其特征在于，所述环境变量配置模块包括两个接口，一个接口用于将环境变量写入批处理文件中，另一个接口用于读出批处理文件中的环境变量设置，并传递给图形显示子系统。
5.如权利要求1所述的嵌入式系统的在线调试系统，其特征在于，所述命令配置子系统包括：
加载标准命令模块，用于读入软件自身启动的初始配置文件，获得自有命令菜单；
加载被调试固件的自身命令模块，用于由串口读入对应格式的数据，获得额外命令菜单；
菜单命令调用模块，用于根据读入的总菜单，进行解读，分出每个命令和对应的参数和说明；
菜单命令生成模块，用于根据命令和对应的参数，进行GUI格式的整理、编写，放到界面上，并将对应的按钮动作设定完成；
错误回馈模块，用于处理错误信息。
6.如权利要求1所述的嵌入式系统的在线调试系统，其特征在于，所述命令行编译子系统包括词法检测模块、语法检测模块、语义检测模块、命令和参数获取模块、命令输出模块和错误回馈模块。
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