CN111240922A - 一种非侵入式系统状态追踪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种非侵入式系统状态追踪装置，包括配置部件、追踪部件、存储部件、被动读取端口和自主输出端口，配置部件与外部主机相连，用于实现主机端对追踪装置的配置，追踪部件嵌入ASIC系统的任意数据或控制通路，接收到配置部件的配置后，启动对被接入通路的监听，监听以旁路的形式进行，当设置的监听条件被满足时，监听的信号按配置的格式打包成数据，并输入存储部件进行存储，被动读取端口和自主输出端口用于输出追踪的ASIC状态。本发明可以无缝、非侵入地接入整个ASIC系统的各个数据和控制通路，对整个系统的带宽和性能无影响，并且具备安全可靠性，防止外部主机对追踪装置的误操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种非侵入式系统状态追踪装置，属于ASIC调试接口装置技术领域。
背景技术
随着专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit）的发展，集成电路的复杂程度的不断提高，功能细分和模块划分越来越复杂，集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能，能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。因此造成单个芯片容纳器件的数量急剧增加，设计难度不断增大，对集成电路系统的调试方法要求也越来越高。在ASIC设计过程中，需要设计调试接口装置，从而方便在流片后获取系统内部特定的寄存器值或者特定数据总线值，但调试装置设计既不能过于复杂也要保证调试覆盖整个系统，否则一方面会造成逻辑资源的高消耗，另一方面会影响调试的通用性和便捷性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种非侵入式系统状态追踪装置，可以无缝、非侵入地接入整个ASIC系统的各个数据和控制通路，对整个系统的带宽和性能无影响，并且具备安全可靠性，防止外部主机对追踪装置的误操作。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括配置部件、追踪部件、存储部件、被动读取端口和自主输出端口，配置部件与外部主机相连，用于实现主机端对追踪装置的配置，追踪部件嵌入ASIC系统的任意数据或控制通路，接收到配置部件的配置后，启动对被接入通路的监听，监听以旁路的形式进行，不会对被监听通路产生任何影响，当设置的监听条件被满足时，监听的信号按配置的格式打包成数据，并输入存储部件进行存储，被动读取端口和自主输出端口均与存储部件相连，用于通过被动和主动的方式输出追踪的ASIC状态。
进一步的，配置部件包括追踪触发条件编辑模块、身份识别模块、端口配置模块和数据读取模块，追踪触发条件编辑模块实现外部主机端对追踪装置的触发条件配置，身份识别模块内部用于判断外部主机端对追踪状态的配置是否有效，每次配置操作时均有对应的ID编号，当配置操作中的ID编号与配置部件内部的ID编号一致时，该次配置操作有效，端口配置模块实现对输出端口的配置，选择使用被动读取端口或者自主输出端口输出ASIC状态，数据读取模块用于将监听数据从配置部件的配置接口直接读出，在同一系统调试中避免增加额外的接口通道。
进一步的，追踪装置嵌入系统总线中，根据配置部件中的追踪触发条件，判断系统总线中敏感信号是否触发追踪。
进一步的，追踪装置位于主机端口，监听主机端与总线连接口处的信号，判断主机发送的信号是否触发追踪。
进一步的，追踪装置位于从机端口，监听从机端与总线连接口处的信号，判断从机接收的信号是否触发追踪。
进一步的，一个追踪装置通过配置例化多个追踪部件，每个追踪部件监听一个通路，实现一个追踪装置对ASIC系统多个通路乃至整个系统状态的监听。
进一步的，所述触发条件是系统总线、主机端口、从机端口的读写指令中特定的控制信号。
进一步的，所述触发条件是读写数据中特定的标识数据。
进一步的，所述触发条件是一串特定序列。
本发明的有益效果：
1、采用旁路的形式进行监听，在不改变原有系统架构的情况下，无缝嵌入系统总线、主机端和从机端，同时监听不影响原有数据流，支持可嵌入系统的任意数据和控制通路，并且不会对系统传输增加延时，不影响整个系统的带宽、数据传输性能；
2、通过配置部件中的身份ID编码，实现身份识别功能，只有外部主机端发送配置信息中的ID码与追踪装置中的ID码一致时，外部主机端发送的配置指令认为是有效的，否则无效，避免非授权抓取系统信息，增强追踪装置的安全性和可靠性；
3、支持追踪触发条件可配置，根据用户实际使用的需求，更改追踪触发条件，实现追踪装置的便捷性和灵活性；
4、支持两种端口工作模式，包括被动读取端口和自主输出端口。被动读取端口实现在不影响整体系统数据传输性能的情况下，在系统总线空闲时，读取追踪状态；自主输出端口实现在整体系统瘫痪的情况下，仍然可通过外部主机端读取追踪状态，可恢复系统瘫痪当下，系统总线、主机端、从机端的行为。因此，使该追踪装置应用范围更广。
附图说明
图1为实施例1状态追踪状态的原理框图；
图2为实施例1配置部件的原理框图；
图3为实施例1追踪装置的位置示意图；
图4为实施例2追踪装置的位置示意图；
图5为实施例3追踪装置的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例公开一种非侵入式系统状态追踪装置，如图1所示，包括配置部件、追踪部件、被动读取端口、自主输出端口和存储部件。配置部件与外部主机相连，用于实现主机端对追踪装置的配置，可更好的满足用户对追踪装置的需求，使得追踪装置应用范围更广。
追踪部件嵌入ASIC系统的任意数据或控制通路，接收到配置部件的配置后，启动对被接入通路的监听，一个追踪装置可以通过配置例化多个追踪部件，每个追踪部件可以对应监听一个通路，实现一个追踪装置对ASIC系统多个通路乃至整个系统状态的监听。监听以旁路的形式进行，不会对被监听通路产生任何影响，当设置的监听条件满足时，监听的信号按配置的格式打包成数据，并输入存储部件进行存储，被动读取端口和自主输出端口均与存储部件相连，用于通过被动和主动的方式输出追踪的ASIC状态。
本实施例中，追踪部件可以实现从系统总线、主机端口、从机端口的读写指令中解析关键信号或者特定序列，当关键信号或者特定序列触发追踪时，将系统总线、主机端口、从机端口的读写指令与数据写入存储部件。
被动读取端口和自主输出端口均与存储部件相连，被动读取端口实现外部主机端读取追踪后的信号或者波形，自主输出端口实现追踪装置主动向外部从机端输出追踪后的信号或者波形，当整个系统瘫痪后，追踪装置可将系统中数据和控制通路的状态主动输出到外部从机端，用户可快速、精准的分析引起系统瘫痪的原因。
存储部件存储追踪后的信号或者波形。
如图2所示，配置部件包括追踪触发条件编辑模块、身份识别模块、端口配置模块和数据读取模块，追踪触发条件编辑模块实现外部主机端对追踪装置的触发条件配置，用户可根据自己的实际需求，更改每次监听操作的触发条件，触发条件可以是系统总线、主机端口、从机端口的读写指令中特定的控制信号，也可以是读写数据中农特定的标识数据，也可以是一串特定序列。
身份识别模块内部用于判断外部主机端对追踪状态的配置是否有效，每次配置操作均有对应的ID编号，配置部件内部也有ID编号，当配置操作中的ID编号与配置部件内部的ID编号一致时，该次配置操作有效。
端口配置模块实现对输出端口的配置，用户可选择主动从追踪装置读取追踪结果或者使能追踪装置自主输出追踪结果。
数据读取模块用于将监听数据从配置部件的配置接口直接读出，在同一系统调试中避免增加额外的接口通道
追踪装置可安装于不同的位置。如图3所示，本实施例中，追踪装置嵌入系统总线中，根据配置部件中的追踪触发条件，判断系统总线中敏感信号是否触发追踪。当触发条件是系统总线中的读写控制信号时，追踪装置直接监听系统总线中的读写控制信号，当控制信号状态触发追踪时，将系统总线的追踪状态写入存储部件。当触发条件是系统总线中的特殊序列，比如系统总线中的写数据或者读数据时BAD0、BAD1或者BAD2时，触发追踪，将系统总线的追踪状态写入存储部件。
实施例2
如图4所示，本实施例中，追踪装置位于主机端口，监听主机端与系统总线连接口处的信号，例如处理器。根据配置部件中的追踪触发条件，判断处理器发送的读写指令是否触发追踪。追踪装置监听处理器发送的读写控制信号，当处理器的读写控制信号状态触发追踪时，将处理器正在执行的读写操作包含读写控制信号和读写数据写入存储部件。
实施例3
如图5所示，本实施例中，追踪装置位于从机端口，用于监听从机端与总线连接口处的信号，根据配置部件中的追踪触发条件，判断从机端口收到的读写指令是否触发追踪。追踪装置监听从机端接收到的读写控制信号，当控制信号状态触发追踪时，将从机端接收到的读写指令、写数据和从机端返回的读数据以及读写状态写入存储部件。
本发明实现一种非侵入式系统状态追踪装置，实现非侵入式、无缝接入系统总线、主机端接口和从机端接口，可嵌入整个系统的任意数据或控制通路，以旁路的形式完成对通路的监听，不会对通路带来任何影响。支持通过系统总线、主机端接口或从机端接口的读写控制信号触发追踪条件，将追踪状态写入追踪装置内嵌的存储部件；支持通过系统总线、主机端接口或从机端接口包含的特定序列触发追踪条件，将追踪状态写入存储部件。外部主机端配置追踪触发条件以及配置ID编码，只有ID编码与追踪装置内部ID编码一致时，该配置操作才被视为有效，增强追踪装置的安全性和可靠性。追踪装置支持两种端口模式，被动读取端口和自主输出端口，可通过外接时钟读取内部追踪信息，避免系统当机后，调试信息无法读取，提高追踪装置的兼容性和灵活性，应用范围更广。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：包括配置部件、追踪部件、存储部件、被动读取端口和自主输出端口，配置部件与外部主机相连，用于实现主机端对追踪装置的配置，追踪部件嵌入ASIC系统的任意数据或控制通路，接收到配置部件的配置后，启动对被接入通路的监听，监听以旁路的形式进行，不会对被监听通路产生任何影响，当设置的监听条件被满足时，监听的信号按配置的格式打包成数据，并输入存储部件进行存储，被动读取端口和自主输出端口均与存储部件相连，用于通过被动和主动的方式输出追踪的ASIC状态。
2.根据权利要求1所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：配置部件包括追踪触发条件编辑模块、身份识别模块、端口配置模块和数据读取模块，追踪触发条件编辑模块实现外部主机端对追踪装置的触发条件配置，身份识别模块内部用于判断外部主机端对追踪状态的配置是否有效，每次配置操作时均有对应的ID编号，当配置操作中的ID编号与配置部件内部的ID编号一致时，该次配置操作有效，端口配置模块实现对外输出端口的配置，选择使用被动读取端口或者自主输出端口输出ASIC状态，数据读取模块用于将监听数据从配置部件的配置接口直接读出，在同一系统调试中避免增加额外的接口通道。
3.根据权利要求1所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：追踪装置嵌入系统总线中，根据配置部件中的追踪触发条件，判断系统总线中的信号是否触发追踪。
4.根据权利要求1所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：追踪装置位于主机端口，监听主机端与总线连接口处的信号，判断主机发送的信号是否触发追踪。
5.根据权利要求1所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：追踪装置位于从机端口，监听从机端与总线连接口处的信号，判断从机接收的信号是否触发追踪。
6.根据权利要求1所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：一个追踪装置通过配置例化多个追踪部件，每个追踪部件监听一个通路，实现一个追踪装置对ASIC系统多个通路乃至整个系统状态的监听。
7.根据权利要求2所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：所述触发条件是系统总线、主机端口、从机端口的读写指令中特定的控制信号。
8.根据权利要求2所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：所述触发条件是读写数据中特定的标识数据。
9.根据权利要求2所述的非侵入式系统状态追踪装置，其特征在于：所述触发条件是一串特定序列。
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