CN1928838A - 一种采集分析翻译总线数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集分析翻译总线数据的方法，其包括以下步骤：由数据采集装置采集总线数据，并保存到数据文件中；由一分析显示装置对该数据文件中的总线数据的进行分析处理，翻译为易懂的语句。本发明方法采用以上方案通过将采集到的大量的数据，从很难理解的逻辑0，1电平数据翻译成设计人员容易理解的语言，加快了设计人员理解分析的过程，能更快地定位问题，节省了设计人员的工作量，提高了工作效率。

Description

一种采集分析翻译总线数据的方法

技术领域

本发明涉及一种利用数据采集装置来采集总线数据的方法，尤其涉及的是一种采集总线数据并对数据进行分析翻译处理，从而帮助设计人员在软件设计或IC设计中进行侦错的方法。

背景技术

现有技术的较为复杂的数据处理系统，一般由多个模块组成，每个模块完成各自的功能，比较常见的有一个控制模块加上一个或多个功能模块，控制模块控制各功能模块完成系统的功能，控制模块与其它功能模块以总线方式加以连接。

在这种系统的设计与调试过程中，经常要对控制模块与功能模块的交互的数据进行采集，并对采集的数据进行分析。传统的采集分析方法，是在系统工作过程中，利用逻辑分析仪采集总线上的数据，用肉眼观察波形或设定条件搜索特定的数据，来对数据进行分析。但在复杂系统中，控制模块与功能模块之间交互的数据量大，要从海量的数据中，用人工的方法对数据进行分析，查找分析定位系统的问题，工作量非常大，分析效率低，分析结果困难。

所述控制模块如果有软件运行，控制模块一般是由处理器芯片组成，此时利用普通的调试器也可以观察控制模块对功能模块的操作，但只能用设定断点的方式，在满足触发条件时，控制模块停止工作后，对整个系统的工作现场进行观察。但系统中止的情况下不能实时记录整个系统的完整工作过程，而系统的完整工作过程出现的问题不一定能在系统中止时复现，因此这种调试方法还是很难找出整个运行过程出现的问题。

因此，现有技术存在一定缺陷，还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采集分析翻译总线数据的方法，克服以上现有技术缺点，其能在系统工作过程中，利用数据采集装置对控制模块和功能模块连接总线的信号进行采集，根据总线的定义和功能模块的定义，用设计人员容易理解的语言，将采集的数据进行分析翻译，并显示出控制模块对功能模块的所有动作，使设计人员能方便高效地分析系统工作的完整过程，并定位问题所在，用以解决现有技术的数据采集装置采集的原始数据分析起来不方便，而软件的调试器又不能实时记录系统整个工作过程的问题。

本发明的技术方案包括：

一种采集分析翻译总线数据的方法，其包括以下步骤：

A，由数据采集装置采集总线数据，并保存到数据文件中；

B，由一分析显示装置对该数据文件中的总线数据的进行分析处理，翻译为易懂的语句。

所述的方法，其中，所述步骤A具体包括：

A1.连接好数据采集系统，按采样的需要将数据采集装置的探针连接到总线上；

A2.设置所述数据采集装置针对该总线类型的数据记录方式；

A3.被采集的系统上电启动，并启动所述数据采集装置，开始采样；

A4.所述被采集的系统工作结束后，停止所述数据采集装置的采样，将采集到的数据保存到数据文件中；

A5.将所述数据采集装置采集到的总线采样数据文件输送到所述数据分析显示装置中。

所述的方法，其中，所述步骤B具体包括：

B1.打开采集到的所述数据文件，逐条处理该数据文件中的数据记录，根据总线的定义，由总线信号电平的改变来判断控制模块对功能模块的操作，并将这些操作记录下来；

B2.当所述控制模块对所述功能模块进行操作时，根据所述功能模块的定义，判断所述控制模块对所述功能模块操作的具体内容和代表的含义，用设计人员理解的语言进行转换，并记录下来。

B3.设计人员通过操作内容含义，对系统的整个工作过程进行分析，并帮助定位系统的问题所在。

所述的方法，其中，所述步骤B还包括：

B4.将所述控制模块对所述功能模块操作的内容及含义用显示装置显示出来或输出到文件中去。

本发明所提供的一种采集分析翻译总线数据的方法，采用以上方案通过将采集到的大量的数据，从很难理解的逻辑0，1电平数据翻译成设计人员容易理解的语言，加快了设计人员理解分析的过程，能更快地定位问题，节省了设计人员的工作量，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明方法的数据采集分析系统连线示意图；

图2是本发明方法的一个在实际的VDSL收发器系统中进行数据采集分析的连线示意图；

图3是本发明方法的i960接口时序图；

图4是本发明方法的软件工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，将对本发明做进一步详细描述。

本发明的采集分析翻译总线数据的方法，其采集分析翻译数据的装置连线示意图见图1所示。整个系统由控制模块101，功能模块102，数据采集装置103，连接控制模块101和功能模块102的总线104，连接到总线上的数据采集装置的探针105，数据分析显示装置106，连接数据采集装置与分析显示装置的数据线107七部分组成。

所述控制模块101通常是一块能实现控制功能的控制芯片或FPGA芯片，负责对功能模块102进行控制。如果系统中需要软件运行的话，控制芯片一般是处理器芯片，作为软件运行的载体。

所述功能模块102通常是一块能完成特定功能的专用芯片或FPGA。

所述数据采集装置103可以采用逻辑分析仪，或者是完成数据采集功能的FPGA芯片或专用芯片。

所述数据分析显示装置106是一块完成数据分析功能的FPGA和LCD，或者是个人计算机，利用运行在个人计算机上的软件来实现对数据进行分析，并利用计算机显示器来输出分析结果。

设定好数据采集装置，就能通过数据采集装置的探针将总线上各信号线上的逻辑电平采集到所述数据采集装置中。

本发明所述的数据采集并分析处理的方法如下：

第一步，采集数据：

本步骤又可细分为以下几个小步骤：

1.如图1所示的，连接好数据采集系统，按采样的需要将数据采集装置的探针连接到总线上；

2.设置好数据采集装置；

3.系统上电启动，系统开始工作；

4.启动数据采集装置，开始采样；

5.系统工作结束后，停止数据采集装置的采样，将采集到的数据保存到数据文件中；

6.将数据采集装置采集到的总线采样数据文件输送到数据分析显示装置中。

第二步，数据的分析处理；

该处理流程又可细分为以下几个小步骤：：

1.打开采集到的所述数据文件，逐条处理文件中的数据记录，根据总线的定义，由总线信号电平的改变来判断控制模块对功能模块的操作。并将这些操作记录下来；

2.当控制模块对功能模块进行操作时，根据功能模块的定义，判断控制模块对功能模块操作的具体内容和代表的含义，用设计人员理解的语言进行转换，并记录下来。

3.将控制模块对功能模块操作的内容及含义用显示装置显示出来或输出到数据文件中去。

4.设计人员通过显示的操作内容含义，对系统的整个工作过程进行分析，并帮助定位系统的问题所在。

以下，以VDSL收发器作为被检测的装置说明本发明方法的数据采集及分析过程；VDSL收发器是VDSL有线接入设备中一个重要组成部分，能在接入过程中，实现网络端与客户端的握手，并实现传输数据信号的调制解调，编解码，实现数据的传送。如图2所示VDSL收发器主要由图中ARM CPU201与图中VDSL通讯专用芯片202组成。软件运行在ARMCPU中，控制通讯专用芯片完成通讯功能。在系统的设计调试过程中，需要采集CPU与通讯专用芯片的交互信息，来对系统进行分析。CPU与通讯专用芯片以i960总线204接。

图中数据采集装置203，采用了泰克公司的逻辑分析仪TLA715。通过探针205对i960总线上的数据进行采集。

图中数据分析显示装置206采用了个人计算机作为分析显示的装置。逻辑分析仪的数据通过局域网网线207传送到个人计算机上，用C语言编写的数据处理软件，对接收到的数据进行分析翻译处理，并用计算机显示器显示。

i960是Intel公司为嵌入式应用而提供的一系列微处理器，i960总线是应用在这些处理器上的接口总线。i960总线接口时序见图3中所示。图中各信号线的定义如下：

PCLK：总线时钟信号；

ALE：地址锁存信号；

CSB：片选信号；

RDYB：从设备已准备好信号；

AD：地址数据复用信号；

BE：总线使能信号；

WR_RDB：读写信号，文档中简写成WR。

当总线中的地址锁存信号ALE为下降沿时，芯片锁存地址数据信号AD线上的值为地址值；当片选信号CSB为上升沿时，芯片读取地址数据信号AD线上的值为数据值。

读写信号WR为高电平时为写动作，为低电平时是读取动作。

如图2所示，ARM CPU与专用芯片以i960总线连接，将要采集的信号线与逻辑分析仪的探针相连，设定好逻辑分析仪，就能对i960总线上的各信号的电平进行采集。系统开始工作后，用逻辑分析仪对i960总线上的数据进行采集，并保存到数据文件中。

本发明方法的具体步骤如下：

1.按图2所示连接好系统，系统上电开始工作。按i960总线的定义设置好逻辑分析仪，开始采集数据。

2.逻辑分析仪数据采集完毕，通过局域网网线传送到个人计算机上。数据以文本文件保存，格式如下表所示，但不限于此种格式：

采样点	各信号线上的逻辑电平
								Sample	AD	CSB	WR	ALE	PCLK	RDBY	Timestamp
0	46F7	1	1	0	1	1	0ps
								1	46F7	1	1	0	0	1	10.000ns
2	46F7	1	1	0	1	1	10.000ns

其中AD，CS，WR，ALE，PCLK，READY分别代表各信号线，除AD为16位宽外，其它的为1位宽。

Timestamp为逻辑分析仪记录的采样时间，表示本次采样与上次采样间隔的时间。ps代表皮秒，ns代表纳秒，Sample为采样点序号。

3.C语言编写的软件工作流程图如图4所示。具体的处理流程如下：打开采集到的数据源文件，逐条取出采样数据记录，根据i960总线的定义，判断本条记录与上条记录的电平，根据信号的上升或下降沿，判断CPU对专用芯片的动作，并且将每条记录Timestamp进行累加，累加值，就是本次采样发生的时刻。动作判断的方法如下步骤4、5所述。

4.每次从数据文件中取出一条数据记录，将本条记录的内容与上条数据记录进行比较。当本条记录的ALE为0，而上一条记录的ALE为1时，表明ALE信号有一个下降沿产生，按i960总线的时序定义，此时CPU对专用芯片有读写动作。本条记录中的AD数据值就是专用芯片的读写地址，将此地址值记录下来。

5.当步骤4判断有读写动作时，接下来判断读写的数据值。根据i960总线的定义，当片选信号CSB为上升沿时，此时的AD线上的值即为读写的数据值。和所述步骤4类似，从数据文件中逐条取出数据，当本条记录的CSB为1，而上条记录的CSB为0时，表明此时CSB信号是一个上升沿。此时AD线上的值为数据值。然后再判断本条记录的WR值，根据i960总线的定义，WR为1时，是写动作，为0时，是读动作。

6.由以上步骤4、5就可以检索判断出CPU对专用芯片的一个动作，即CPU对专用芯片的某个地址值，进行了读(或写)动作，读(写)的数据值是多少，将这个动作记录下来。重复以上步骤4、5，对整个数据源文件的数据记录进行处理，就能得出CPU对专用芯片的全部操作。将这些操作保存下来，操作记录保存的格式示例如下：

总线动作	地址	内容	本次动作与上次动作的时间间隔
				Write	0000	0000
Read	0010	0000	1288940ns
				Write	0010	0001	590ns
Read	0020	0000	234920ns
				Write	0020	0002	590ns

7.根据专用芯片的寄存器定义对以上的CPU对专用芯片的操作记录进行分析处理。专用芯片的寄存器定义的格式如下：

地址	寄存器名称	操作含义
			0000	RESET寄存	写0时，RESET芯片

	器
			0010	配置寄存器	值为0时，状态为idle写入1时，启动接收
0020	发送方向DSP寄存器	值为0时，发送方向DSP状态为IDLE写入2时，启动发送方向DSP

根据以上的寄存器定义，判断CPU对专用芯片每条操作的地址代表的寄存器，判断数据值代表的含义，可以判断出CPU对专用芯片操作的含义，并保存下来，保存的格式如下：

总线动作	寄存器	内容	动作的含意	本次动作与上次动作的时间间隔
					write	RESET寄存器	0000	RESET芯片
read	配置寄存器	0000	专用芯片状态为IDLE	1288940ns
					write	配置寄存器	0001	配置专用芯片的接收启动动作	590ns
read	发送方向DSP寄存	0000	专用芯片发送DSP状态	234920ns

	器		为IDLE
					write	发送方向DSP寄存器	0002	使专用芯片DSP开始工作	590ns

8.重复以上动作，直到数据的结尾，将翻译后的操作含义内容记录

下来，形成一个完整的文件，就记录了CPU对专用芯片所有的动作，及动作代表的含义。并将此过程显示出来。

9.设计人员对显示出来的所有动作进行分析，可以了解系统的整个工作过程，找出异常过程，定位问题。

从以上本发明具体实施例的过程可以看出，原来的数量庞大的0、1电平数据被转换成了设计人员非常容易理解的语言，通过这种方法大大减少了设计人员的工作量，加快了设计调试的进度。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认10为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1、一种采集分析翻译总线数据的方法，其包括以下步骤：

A，由数据采集装置采集总线数据，并保存到数据文件中；

B，由一分析显示装置对该数据文件中的总线数据的进行分析处理，翻译为易懂的语句。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1.连接好数据采集系统，按采样的需要将数据采集装置的探针连接到总线上；

A2.设置所述数据采集装置针对该总线类型的数据记录方式；

A3.被采集的系统上电启动，并启动所述数据采集装置，开始采样；

A4.所述被采集的系统工作结束后，停止所述数据采集装置的采样，将采集到的数据保存到数据文件中；

A5.将所述数据采集装置采集到的总线采样数据文件输送到所述数据分析显示装置中。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1.打开采集到的所述数据文件，逐条处理该数据文件中的数据记录，根据总线的定义，由总线信号电平的改变来判断控制模块对功能模块的操作，并将这些操作记录下来；

B2.当所述控制模块对所述功能模块进行操作时，根据所述功能模块的定义，判断所述控制模块对所述功能模块操作的具体内容和代表的含义，用设计人员理解的语言进行转换，并记录下来。

B3.设计人员通过操作内容含义，对系统的整个工作过程进行分析，并帮助定位系统的问题所在。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

B4.将所述控制模块对所述功能模块操作的内容及含义用显示装置显示出来或输出到文件中去。

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