CN107704346B - Soc芯片调试方法及调试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种SOC芯片调试系统，所述SOC芯片调试系统包括调试主机、电路板和SOC芯片，所述调试主机与所述电路板通过无线协议进行连接，所述SOC芯片设置于所述电路板。与相关技术相比，本发明提供的SOC芯片调试方法及系统具有以下有益效果：调试主机与电路板之间不再有位置限制，可以使用无线局域网调试，或Internet远程调试；调试SOC芯片不再需要仿真调试器与下载线，且可以同时对多颗SOC芯片进行调试；更换CPU或升级CPU后，需要调试时只需要更换或升级调试软件；能够非常方便的同时调试多个局域网内或Internet上的调试目标；可以大幅提高JTAG接口工作频率，数据传输速度更快。

Description

SOC芯片调试方法及调试系统
技术领域
本发明涉及SOC调试技术，尤其涉及一种SOC芯片调试方法及调试系统。
背景技术
SOC芯片内一般有实现用于CPU调试的逻辑电路，这些调试电路主要使用JTAG接口与外部通信。硬件仿真调试器通过USB接口或其他接口与调试主机连接，接受调试主机上的软件发送的调试命令，将这些调试命令转换为符合JTAG协议的命令，然后通过下载线、调试目标电路板上的导线与芯片的引脚，发送给芯片内置的调试电路。JTAG全称是Joint TestAction Group，是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试。标准的JTAG接口是5线：TRST、TCK、TMS、TDI、TDO，其中TRST是调试逻辑复位信号，TCK是调试逻辑所使用的时钟，TMS是模式选择信号，TDI和TDO分别用作串行数据输入和串行数据输出。
现有的SOC(System-on-a-chip，片上系统)视频处理芯片是都整合了很多IP资源的集合体，包括CPU、VIDEO DECODER以及许多视频处理模块。在芯片整体架构搭建完毕之后，需要有一个统一的调试方法来对芯片内的所有模块以及系统软件进行调试。
SOC芯片的系统调试，在硬件上一般需要仿真调试器如JLINK等与SOC芯片进行连接。仿真调试器作为一个协议转换部件，负责将在调试主机上运行的软件的调试命令，转换为JTAG命令，通过JTAG接口控制SOC芯片中CPU的运行流程，或者检查SOC芯片内部的状态。
目前SOC芯片调试存在的问题有:
第一，JTAG接口信号数量较少，接口协议简单，属于串行接口，因此数据传输速度较慢，下载大程序时需要较长时间；
第二，目前使用JTAG接口进行调试的SOC芯片，都需要专门的硬件仿真调试器，兼容性差，因为不同CPU的仿真调试器在硬件和固件上无法兼容，并且，若要升级CPU，如果属于同一架构CPU但不同系列的CPU，仿真调试器也需要一起升级；
第三，目前调试需要使用仿真调试器与下载线，一般使用PC机的USB接口与仿真调试器进行连接，难以实现多颗SOC芯片同时调试，且受到电路板所在位置的限制。
因此，有必要提供一种新的SOC芯片调试方法解决上述问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种SOC芯片调试方法，其可以使用对SOC芯片进行无线调试和远程调试。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种SOC芯片调试方法，包括如下步骤：
S1、在调试主机上使用调试软件，对运行于SOC芯片的软件进行调试，所述调试主机包括底层网络协议驱动模块，所述SOC芯片安装于电路板并包括无线协议控制器、无线调试命令解析模块、JTAG命令与读数据缓存以及CPU；
S2、调试软件将调试命令和数据发送给所述调试主机上的操作系统，根据调试软件上选择的通路，操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板；
S3、所述电路板接收无线信号，并将无线信号传送给所述SOC芯片内的所述无线协议控制器；
S4、所述无线协议控制器配置为调试模式，将接收到的无线信号转换成接收数据并发送给所述无线调试命令解析模块；
S5、所述无线调试命令解析模块将接收数据转换为符合JTAG协议的命令和数据；
S6、根据所述CPU的JTAG接口的工作频率和数据传输速度将所述无线调试命令解析模块得到的符合JTAG协议的命令和数据放在所述JTAG命令与读数据缓存中进行缓存；
S7、将所述JTAG命令与读数据缓存中的命令和数据按照原始顺序依次发送给所述CPU的JTAG接口。
优选的，在步骤S1中，对运行于SOC芯片的软件进行的调试包括单步执行、插入或删除断点、设置观察点以及改变数据值。
优选的，在步骤S1中，所述电路板设有天线，通过所述天线接收无线信号。
优选的，在步骤S1中，所述底层网络协议驱动模块包括如下无线协议：Wifi、蓝牙、NB-IoT及Zigbee。
优选的，在步骤S4中，所述无线协议控制器通过所述SOC芯片内的所述CPU配置为调试模式，或者通过所述电路板接收到的无线信号转换得到的命令配置为调试模式。
优选的，所述在步骤S4中，所述SOC芯片还包括串接于所述无线协议控制器与所述CPU之间的总线桥，在调试模式下，所述无线协议控制器不再将接收到的数据发送给所述总线桥。
本发明还提供了一种SOC芯片调试系统，所述SOC芯片调试系统包括调试主机、电路板和SOC芯片，所述调试主机与所述电路板无线连接，所述SOC芯片设置于所述电路板，其中，
所述调试主机根据调试软件上选择的通路，其操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板；
所述电路板设有用于接收/发射无线信号的天线；
所述SOC芯片包括依次电连接的无线协议控制器、无线调试命令解析模块、JTAG命令与读数据缓存以及CPU，其中
所述无线协议控制器用于接收所述天线接收的无线信号并转换成接收数据，或者将所述SOC芯片内的发送数据转换成供所述天线发射的无线信号；
所述无线调试命令解析模块用于将所述无线协议控制器收到的接收数据转换为JTAG调试命令和数据，或者将从所述CPU读到的符合JTAG协议的状态数据转换为所述无线协议控制器识别的发送数据；
所述JTAG命令与读数据缓存用于缓存符合JTAG协议的命令和数据；
所述CPU用于接收/发出所述JTAG命令与读数据并进行相关处理。
优选的，所述SOC芯片还包括串接于所述无线协议控制器与所述CPU之间的总线桥，所述总线桥用于提供一连接所述CPU和所述无线协议控制器的通路。
与相关技术相比，本发明提供的SOC芯片调试方法及系统具有以下有益效果：
1、调试主机与电路板之间不再有位置限制，可以使用无线局域网调试，或Internet远程调试；
2、调试SOC芯片不再需要仿真调试器与下载线，且可以同时对多颗SOC芯片进行调试；
3、更换CPU或升级CPU后，需要调试时只需要更换或升级调试软件；
4、能够非常方便的同时调试多个局域网内或Internet上的调试目标；
5、可以大幅提高JTAG接口工作频率，数据传输速度更快。
附图说明
图1为本发明SOC芯片调试系统的结构示意图；
图2为本发明调试多种无线接口协议SOC芯片的结构示意图；
图3为本发明使用Internet和无线网远程调试芯片的结构示意图；
图4为本发明SOC芯片调试方法的流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供了本发明还提供了一种SOC芯片调试系统100，包括调试主机1、电路板2和SOC芯片3，所述调试主机1与所述电路板2无线连接，所述SOC芯片3设置于所述电路板2。所述电路板2为所述SOC芯片3工作的PCB电路板。
所述调试主机1用来运行调试软件并通过调试软件发出调试命令以对所述SOC芯片3进行调试，对运行于SOC芯片3的软件进行的调试包括单步执行、插入或删除断点、设置观察点及改变数据值等。所述调试主机1的网口包括但不局限于有线Ethemet、无线Wifi、蓝牙等。
请一并参阅图3，所述调试主机1包括底层网络协议驱动模块11，所述底层网络协议驱动模块11根据调试软件的选择使用不同的通路将调试令转换为无线信号，并发送给所述电路板2。所述调试主机1根据调试软件上选择的通路，其操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块11，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板。当对所述SOC芯片3进行无线远程调试时，先组建无线局域网，若使用有线Ethemet转无线协议，则需要将网线连接到无线协议转换设备上。当然，也可以将一种无线接口转换为另一种无线接口，如WiFi转Zigbee等。可在调试软件上设置具体使用哪种无线功能。调试软件在发送调试命令时，则调用相关功能的驱动，将命令和数据经由正确的通路发送出去。
在本发明的具体实施方式中，所述调试主机1通过局域网网关连接Internet网，所述电路板2同样通过局域网网关连接Internet网关，优选的，所述电路板2采用无线路由器4连接局域网网关，所述电路板2与所述无线路由器4之间的虚线代表无线虚拟数据通路。
由于所述SOC芯片3具有通过无线接口被调试的功能，所以所述调试主机1与所述电路板2不必位于同一局域网内，可通过各自的网关与路由设备连接到Internet上，实现远程调试功能，且可以同时远程调试多个所述SOC芯片3，从而实现所述调试主机1与所述电路板2之间不再有位置限制。
请一并参阅图2，所述底层网络协议驱动模块11包括如下无线协议：Wifi、蓝牙、NB-IoT及Zigbee，从而可以实现调试多种无线接口协议的SOC芯片。当需要调试多片所述SOC芯片3时，所述调试主机1通过所述底层网络协议驱动模块11的不同无线协议无线连接具有对应的不同的通信协议的所述SOC芯片3。在所述调试主机1与多片所述SOC芯片3之间设置无线协议转换设备5，通过所述无线协议转换设备5来实现将其它协议转换为无线协议，例如WiFi转Zigbee设备、有线Ethemet转Zigbee设备等。
由图2中可以看出，所述SOC芯片3有支持WIFI的所述SOC芯片3、支持蓝牙的所述SOC芯片3以及支持其它协议的所述SOC芯片3，相应的，所述天线20同样设置WIFI天线、蓝牙天线以及其它天线。调试软件在发送调试命令时，则调用所述底层网络协议驱动模块11的相关功能的驱动，包括WiFi驱动、蓝牙驱动、网卡驱动等，运行在所述调试主机1上的调试软件，可以根据用户配置和网络组建情况，使用不同的无线接口发送调试命令。
所述电路板2设有用于接收/发射无线信号的天线20，通过所述天线20接收由所述调试主机1发送出来的无线信号。所述天线20可以为WIFI天线、蓝牙天线等等。
所述SOC芯片3包括依次电连接的无线协议控制器30、无线调试命令解析模块31、JTAG命令与读数据缓存32、以及CPU33以及总线桥34。
所述无线协议控制器30用于接收所述天线20接收的无线信号并转换成接收数据，或者将所述SOC芯片3内的发送数据转换成供所述天线20发射的无线信号。
所述无线调试命令解析模块31用于将所述无线协议控制器30收到的接收数据转换为JTAG调试命令和数据，或者将从所述CPU33读到的符合JTAG协议的状态数据转换为所述无线协议控制器30识别的发送数据。
所述JTAG命令与读数据缓存32用于缓存符合JTAG协议的命令和数据。因为无线传输速度较快，而JTAG通路一般传输速度较慢，中间需要一个缓存模块。若在所述SOC芯片3内，将JTAG工作时钟提高，可以使得JTAG传输数据速度提高，能够匹配上无线传输的速度，则不需要这个缓存模块因为无线传输速度较快，而JTAG通路一般传输速度较慢，中间需要一个缓存模块，因此，设置所述JTAG命令与读数据缓存32。
所述CPU33用于接收/发出所述JTAG命令与读数据并进行相关处理。
所述总线桥34串接于所述无线协议控制器30与所述CPU33之间，所述总线桥34用于提供一连接所述CPU33和所述无线协议控制器30的通路。所述总线桥34可有可无，因此，在图1中用虚线表示。
请一并参阅图4，本发明还提供了一种SOC芯片调试方法，该调试方法基于上述SOC芯片调试系统100，所述SOC芯片调试方法包括如下步骤：
S1、在调试主机1上使用调试软件，对运行于SOC芯片3的软件进行调试，所述调试主机1包括底层网络协议驱动模块11，所述SOC芯片3安装于电路板2并包括无线协议控制器30、无线调试命令解析模块31、JTAG命令与读数据缓存32以及CPU33；
对运行于所述SOC芯片3的软件进行的调试包括单步执行、插入或删除断点、设置观察点及改变数据值。所述底层网络协议驱动模块11包括如下无线协议：Wifi、蓝牙、NB-IoT及Zigbee。所述电路板2设有天线20，通过所述天线20接收无线信号。
S2、调试软件将调试命令和数据发送给所述调试主机1上的操作系统，根据调试软件上选择的通路，操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块11，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板2；
S3、所述电路板2接收无线信号，并将无线信号传送给所述SOC芯片3内的所述无线协议控制器30；
S4、所述无线协议控制器30配置为调试模式，将接收到的无线信号转换成接收数据并发送给所述无线调试命令解析模块31；
所述无线协议控制器30通过所述SOC芯片3内的所述CPU33配置为调试模式，或者通过所述电路板2接收到的无线信号转换得到的命令配置为调试模式。所述SOC芯片3还包括串接于所述无线协议控制器30与所述CPU33之间的总线桥34，在调试模式下，所述无线协议控制器30不再将接收到的数据发送给所述总线桥34。
S5、所述无线调试命令解析模块31将接收数据转换为符合JTAG协议的命令和数据；
S6、根据所述CPU33的JTAG接口的工作频率和数据传输速度将所述无线调试命令解析模块31得到的符合JTAG协议的命令和数据放在所述JTAG命令与读数据缓存32中进行缓存；
S7、将所述JTAG命令与读数据缓存32中的命令和数据按照原始顺序依次发送给所述CPU33的JTAG接口。
调试软件需要读取所述SOC芯片3内的数据和状态时，按照前述路径首先发送相应的读命令和必要的数据信息，如读取地址等。所述CPU33的JTAG接口最终收到读命令后，将数据发送到所述JTAG命令与读数据缓存32中，在调试软件发送的控制命令的控制下，按与前述路径相反的路径依次取回，最终显示在调试软件上，完成对所述SOC芯片3的调试。
与相关技术相比，本发明提供的所述SOC芯片调试方法及系统具有以下有益效果：
1、所述调试主机1与所述电路板2之间不再有位置限制，可以使用无线局域网调试，或Internet远程调试；
2、调试所述SOC芯片3不再需要仿真调试器与下载线，且可以同时对多颗所述SOC芯片3进行调试；
3、更换所述CPU33或升级所述CPU33后，需要调试时只需要更换或升级调试软件；
4、能够非常方便的同时调试多个局域网内或Internet上的调试目标；
5、可以大幅提高JTAG接口工作频率，数据传输速度更快。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种SOC芯片调试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在调试主机上使用调试软件，对运行于SOC芯片的软件进行调试，所述调试主机包括底层网络协议驱动模块，所述SOC芯片安装于电路板并包括无线协议控制器、无线调试命令解析模块、JTAG命令与读数据缓存以及CPU；
S2、调试软件将调试命令和数据发送给所述调试主机上的操作系统，根据调试软件上选择的通路，操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板；
S3、所述电路板接收无线信号，并将无线信号传送给所述SOC芯片内的所述无线协议控制器；
S4、所述无线协议控制器配置为调试模式，将接收到的无线信号转换成接收数据并发送给所述无线调试命令解析模块；
S5、所述无线调试命令解析模块将接收数据转换为符合JTAG协议的命令和数据；
S6、根据所述CPU的JTAG接口的工作频率和数据传输速度将所述无线调试命令解析模块得到的符合JTAG协议的命令和数据放在所述JTAG命令与读数据缓存中进行缓存；
S7、将所述JTAG命令与读数据缓存中的命令和数据按照原始顺序依次发送给所述CPU的JTAG接口。
2.根据权利要求1所述的SOC芯片调试方法，其特征在于，在步骤S1中，对运行于SOC芯片的软件进行的调试包括单步执行、插入或删除断点、设置观察点及改变数据值。
3.根据权利要求1所述的SOC芯片调试方法，其特征在于，在步骤S1中，所述电路板设有天线，通过所述天线接收无线信号。
4.根据权利要求1所述的SOC芯片调试方法，其特征在于，在步骤S1中，所述底层网络协议驱动模块包括如下无线协议：Wifi、蓝牙、NB-IoT及Zigbee。
5.根据权利要求1所述的SOC芯片调试方法，其特征在于，在步骤S4中，所述无线协议控制器通过所述SOC芯片内的所述CPU配置为调试模式，或者通过所述电路板接收到的无线信号转换得到的命令配置为调试模式。
6.根据权利要求1所述的SOC芯片调试方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述SOC芯片还包括串接于所述无线协议控制器与所述CPU之间的总线桥，在调试模式下，所述无线协议控制器不再将接收到的数据发送给所述总线桥。
7.一种SOC芯片调试系统，其特征在于，所述SOC芯片调试系统包括调试主机、电路板和SOC芯片，所述调试主机与所述电路板无线连接，所述SOC芯片设置于所述电路板，其中，
所述调试主机根据调试软件上选择的通路，其操作系统调用相应的底层网络协议驱动模块，将调试命令转换为相应的无线信号，并发送给所述电路板；
所述电路板设有用于接收/发射无线信号的天线；
所述SOC芯片包括依次电连接的无线协议控制器、无线调试命令解析模块、JTAG命令与读数据缓存以及CPU，其中
所述无线协议控制器用于接收所述天线接收的无线信号并转换成接收数据，或者将所述SOC芯片内的发送数据转换成供所述天线发射的无线信号；
所述无线调试命令解析模块用于将所述无线协议控制器收到的接收数据转换为JTAG调试命令和数据，或者将从所述CPU读到的符合JTAG协议的状态数据转换为所述无线协议控制器识别的发送数据；
所述JTAG命令与读数据缓存用于缓存符合JTAG协议的命令和数据；
所述CPU用于接收/发出所述JTAG命令与读数据并进行相关处理。
8.根据权利要求7所述的SOC芯片调试系统，其特征在于，所述SOC芯片还包括串接于所述无线协议控制器与所述CPU之间的总线桥，所述总线桥用于提供一连接所述CPU和所述无线协议控制器的通路。
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