CN218387726U - 一种嵌入式Linux设备的调试装置及其调试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种嵌入式Linux设备的调试装置及其调试系统。嵌入式Linux设备的调试装置包括单片机、交换机模块、电源模块、通用串口模块以及嵌入式WiFi模块；单片机用于通过嵌入式WiFi模块接收上位机发送的调试控制指令，并根据调试控制指令控制电源模块启动待调试嵌入式Linux设备；还用于通过嵌入式WiFi模块接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过通用串口模块将嵌入式Linux设备调试指令转发至待调试嵌入式Linux设备，以控制待调试嵌入式Linux设备运行，并通过上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。本实用新型实现提高调试的便利性以及安全性，并提高调试效率。

Description

一种嵌入式Linux设备的调试装置及其调试系统

技术领域

本实用新型涉及无线调试技术领域，尤其涉及一种嵌入式Linux设备的调试装置及其调试系统。

背景技术

随着智能机器人、无人驾驶等行业的兴起，嵌入式Linux设备的应用频率也越来越高。传统嵌入式Linux设备的调试是通过数据线与上位机连接，然后在上位机上对嵌入式Linux设备进行调试。由于数据传输距离等因素的限制，开发人员只能在嵌入式Linux设备附近进行调试，并且嵌入式Linux设备一旦安装到使用的载体上以后，由于上位机与被调试嵌入式Linux设备之间需要物理连线，再对嵌入式Linux设备进行调试就非常困难。

实用新型内容

本实用新型提供了一种嵌入式Linux设备的调试装置及其调试系统，以解决目前对嵌入式Linux设备进行调试限制因素多，且调试不便捷的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种嵌入式Linux设备的调试装置，所述嵌入式Linux设备的调试装置包括单片机、交换机模块、电源模块、通用串口模块以及嵌入式WiFi模块；所述单片机分别与所述交换机模块、所述电源模块、所述通用串口模块以及所述嵌入式WiFi模块电连接，所述电源模块和所述交换机模块分别与待调试嵌入式Linux设备电连接；

所述单片机用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的调试控制指令，并根据所述调试控制指令控制所述电源模块启动待调试嵌入式Linux设备；还用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过所述通用串口模块将所述嵌入式Linux设备调试指令转发至所述待调试嵌入式Linux设备，以控制所述待调试嵌入式Linux设备运行，并通过所述上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。

可选的，所述电源模块包括第一输出供电接口和第二输出供电接口；所述电源模块产生一路12V直流供电电压通过第一继电器提供所述第一输出供电接口，所述电源模块产生一路24V直流供电电压通过第二继电器提供所述第二输出供电接口。

可选的，所述第一继电器和所述第二继电器通过GPIO接口分别与所述单片机电连接。

可选的，所述单片机通过控制所述GPIO接口输出高电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器吸合，启动待调试嵌入式Linux设备；

所述单片机通过控制所述GPIO接口输出低电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器复位，关闭待调试嵌入式Linux设备。

可选的，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括时钟模块。

可选的，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括存储模块，所述存储模块包括Flash和RAM，所述Flash用于存储单片机程序，所述RAM用于保存所述单片机运行时的临时数据。

可选的，所述单片机通过UART接口与所述通用串口模块电连接，所述通用串口模块通过UART接口与待调试嵌入式Linux设备电连接；

所述单片机与所述交换机模块通过SPI接口和xMII接口进行电连接；

所述单片机通过USB接口与所述嵌入式WiFi模块电连接。

可选的，所述交换机模块包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口分别对应与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口、PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口、PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口、PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

可选的，所述第一端口通过xMII接口与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口电连接；

所述第二端口通过xMII接口与PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口电连接；

所述第三端口通过xMII接口与PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口电连接；

所述第四端口通过xMII接口与PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种嵌入式Linux设备的调试系统，所述嵌入式Linux设备的调试系统包括上位机、待调试嵌入式Linux设备以及本实用新型任一实施例所述的嵌入式Linux设备的调试装置。

本实用新型实施例的技术方案，所述嵌入式Linux设备的调试装置包括单片机、交换机模块、电源模块、通用串口模块以及嵌入式WiFi模块；所述单片机分别与所述交换机模块、所述电源模块、所述通用串口模块以及所述嵌入式WiFi模块电连接，所述电源模块和所述交换机模块分别与待调试嵌入式Linux设备电连接；所述单片机用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的调试控制指令，并根据所述调试控制指令控制所述电源模块启动待调试嵌入式Linux设备；还用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过所述通用串口模块将所述嵌入式Linux设备调试指令转发至所述待调试嵌入式Linux设备，以控制所述待调试嵌入式Linux设备运行，并通过所述上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。本实用新型解决了目前对嵌入式Linux设备进行调试限制因素多，且调试不便捷的问题，实现了简化嵌入式Linux设备调试步骤，减少嵌入式Linux设备调试成本，提高了嵌入式Linux设备调试的便利性以及安全性，并降低了开发人员的工作量，提高了嵌入式Linux设备调试效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例提供的一种嵌入式Linux设备的调试装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的一种嵌入式Linux设备的调试系统的结构示意图；

图3是实现本实用新型实施例提供的一种嵌入式Linux设备的调试系统的工作原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供了一种嵌入式Linux设备的调试装置的结构示意图，本实施例可适用于对嵌入式Linux设备进行无线调试的情况。

如图1所示，该嵌入式Linux设备的调试装置包括：单片机110、交换机模块120、电源模块150、通用串口模块130以及嵌入式WiFi模块140；所述单片机110分别与所述交换机模块120、所述电源模块150、所述通用串口模块130以及所述嵌入式WiFi模块140电连接，所述电源模块150和所述交换机模块120分别与待调试嵌入式Linux设备电连接；

所述单片机110用于通过所述嵌入式WiFi模块140接收上位机发送的调试控制指令，并根据所述调试控制指令控制所述电源模块150启动待调试嵌入式Linux设备；还用于通过所述嵌入式WiFi模块140接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过所述通用串口模块130将所述嵌入式Linux设备调试指令转发至所述待调试嵌入式Linux设备，以控制所述待调试嵌入式Linux设备运行，并通过所述上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。

其中，单片机110是嵌入式Linux设备的调试装置的主控制器，主要负责驱动外围设备、信号处理与转发。

交换机模块120是嵌入式Linux设备的调试装置与待调试嵌入式Linux设备之间网络通信的桥梁，所述单片机110与所述交换机模块120通过SPI接口和xMII接口进行电连接，单片机110通过SPI接口驱动交换机，交换机与单片机110通过xMII接口进行数据交互。

xMII接口是以太网控制器和以太网收发器之间的接口类型，在本专利中，xMII接口可以是GMII接口，也可以是RGMII接口，本实施例对此不作任何限制。

在本实施例中，所述单片机110通过USB接口与所述嵌入式WiFi模块140电连接。

其中，嵌入式Linux设备的调试装置中的嵌入式WiFi模块140可以替换为4G模块或者5G模块，本实施例对此不作任何限制。

嵌入式WiFi模块140是嵌入式Linux设备的调试装置的核心之一，该模块具有内置的无线网络协议IEEE802.11b.gn协议栈和TCP/IP协议栈，通过嵌入式WiFi模块140可以将单片机110通过USB接口传递过来数据向外发射为WiFi信号。

可以理解的是，通过本实施例的嵌入式Linux设备的调试装置中的嵌入式WiFi模块140，上位机只需要连接嵌入式WiFi模块140就可以对待调试嵌入式Linux设备进行调试，而不需要与待调试嵌入式Linux设备通过物理连线进行连接，从而减少了电源线、数据线等线束的使用数量，简化嵌入式Linux设备调试步骤，减少嵌入式Linux设备调试成本，提高了嵌入式Linux设备调试的便利性以及安全性。

具体的，所述单片机110通过所述嵌入式WiFi模块140接收上位机发送的调试控制指令，其中，调试控制指令用于调用电源模块150，以使得电源模块150启动待调试嵌入式Linux设备；可以理解的是，调试控制指令也可以调用电源模块150，以使得电源模块150关闭待调试嵌入式Linux设备。

进一步的，所述单片机110通过UART接口与所述通用串口模块130电连接，所述通用串口模块130通过UART接口与待调试嵌入式Linux设备电连接；

其中，UART接口即通用异步收发传输器(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter)，它是一种串行通信的物理接口形式，它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART接口通常被集成于其他通讯接口的连结上。

具体的，通用串口模块130与单片机110和待调试嵌入式Linux设备通过UART接口连接，负责向待调试嵌入式Linux设备传递调试命令并接收调试日志。

在本实施例中，单片机110通过所述嵌入式WiFi模块140接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过所述通用串口模块130将所述嵌入式Linux设备调试指令转发至所述待调试嵌入式Linux设备，以控制所述待调试嵌入式Linux设备运行，并通过所述上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。

需要说明的是，通过嵌入式WiFi模块140实现无线网络调试待调试嵌入式Linux设备内核、根文件系统以及应用程序，省去了往电路板上烧写程序的步骤，提高了调试的效率。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述电源模块150包括第一输出供电接口和第二输出供电接口；所述电源模块150产生一路12V直流供电电压通过第一继电器提供所述第一输出供电接口，所述电源模块150产生一路24V直流供电电压通过第二继电器提供所述第二输出供电接口。

具体的，电源模块150根据嵌入式Linux设备的调试装置上元器件需要的工作电压产生相应的供电电压为设备供电，另外电源模块150会产生一路12V直流供电电压和一路24V直流供电电压，这两路供电电压分别通过第一继电器和第二继电器向外输出供电接口，待调试的嵌入式Linux设备根据自己实际需要的供电电压选择供电接口。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述第一继电器和所述第二继电器通过GPIO接口分别与所述单片机110电连接。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述单片机110通过控制所述GPIO接口输出高电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器吸合，启动待调试嵌入式Linux设备；

所述单片机110通过控制所述GPIO接口输出低电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器复位，关闭待调试嵌入式Linux设备。

具体的，单片机110中通过控制GPIO口输出电平的高低控制继电器吸合和复位，继电器吸合时输出供电电压启动嵌入式Linux设备，继电器复位时断开电源关闭嵌入式Linux设备。

可以理解的是，上位机可以通过控制嵌入式Linux设备的调试装置上的继电器来控制待调试嵌入式Linux设备的启动和停止，无需手动操作，对于需要频繁启停嵌入式Linux设备的调试过程来说，降低了开发人员的工作量。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括时钟模块160。

具体的，时钟模块160负责产生单片机110、交换机模块120所需要的时钟。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括存储模块170，所述存储模块170包括Flash和RAM，所述Flash用于存储单片机110程序，所述RAM用于保存所述单片机110运行时的临时数据。

存储模块170包括Flash和RAM，是单片机110的外接存储单元，Flash中存储单片机110程序，RAM保存单片机110运行时的临时数据。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述交换机模块120包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口分别对应与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口、PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口、PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口、PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

其中，PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口、PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口、PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口、PHY4对外输出RJ-45以太网接口分别为两线千兆以太网接口、四线千兆以太网接口、八线千兆以太网接口、电脑上常见的水晶头以太网接口。

进一步的，为了适应嵌入式Linux设备上不同型号的以太网接口，交换机的四个端口分别通过xMII连接四块千兆以太网PHY芯片，其中PHY1对外输出的是1000BASE-T1以太网接口、PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口、PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口、PHY4对外输出RJ-45以太网接口，待调试嵌入式Linux设备根据自身网口的类型选择合适的接口与嵌入式Linux设备的调试装置连接，本实施例对此不作任何限制。

继续参见图1，在上述实施例的基础上，所述第一端口通过xMII接口与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口电连接；

所述第二端口通过xMII接口与PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口电连接；

所述第三端口通过xMII接口与PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口电连接；

所述第四端口通过xMII接口与PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

可以理解的是，嵌入式Linux设备的调试装置上设计了两种常用嵌入式Linux设备供电接口以及多种以太网接口，常规设备和嵌入式Linux设备的调试装置均可以直接进行连接，提高了嵌入式Linux设备的调试装置的适用范围。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种嵌入式Linux设备的调试系统的结构示意图，图3是本实用新型实施例提供的一种嵌入式Linux设备的调试系统的工作原理图，如图2和图3所示，该嵌入式Linux设备的调试系统包括：上位机、待调试嵌入式Linux设备以及本实施例提供的所述的嵌入式Linux设备的调试装置。

上位机、嵌入式Linux设备的调试装置和待调试嵌入式Linux设备之间的连接方式如图2所示。上位机与嵌入式Linux设备的调试装置之间通过WiFi进行通信；嵌入式Linux设备的调试装置通过电源线为待调试嵌入式Linux设备供电；嵌入式Linux设备的调试装置与待调试嵌入式Linux设备之间通过串口数据线和网线进行通信。

嵌入式Linux设备的调试装置的工作原理如图3所示。上位机可以通过嵌入式WiFi模块向嵌入式Linux设备的调试装置发送嵌入式Linux设备的调试控制指令和嵌入式Linux设备调试指令，如图中①、②所示，两种指令通过数据帧的ID进行区分，嵌入式Linux设备的调试装置接收到上位机发送的指令后首先根据数据帧的ID判断是谁的指令，如果是嵌入式Linux设备的调试装置的调试控制指令，则根据指令调用嵌入式Linux设备的调试装置里相应的执行程序，如果是嵌入式Linux设备的嵌入式Linux设备调试指令，则先对数据进行转换处理，然后通过通用串口模块发送至嵌入式Linux设备。上位机通过网络传输嵌入式Linux设备的内核和根文件系统，如图中③所示，调试时将上位机、嵌入式Linux设备的调试装置以及嵌入式Linux设备的IP地址设置在同一个网段，使三者可以进行以太网通信，嵌入式Linux设备通过TFTP、NFS等方式下载上位机中的Linux内核和根文件系统。嵌入式Linux设备运行产生的日志(图中④所示)会通过串口数据线传入到嵌入式Linux设备的调试装置，嵌入式Linux设备的调试装置首先对接收到的数据进行格式转换，然后通过嵌入式WiFi模块向外转发，上位机通过WiFi信号接收终端接收嵌入式Linux设备的嵌入式Linux设备调试指令，从而实现对嵌入式Linux设备的监控。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述嵌入式Linux设备的调试装置包括单片机、交换机模块、电源模块、通用串口模块以及嵌入式WiFi模块；所述单片机分别与所述交换机模块、所述电源模块、所述通用串口模块以及所述嵌入式WiFi模块电连接，所述电源模块和所述交换机模块分别与待调试嵌入式Linux设备电连接；

所述单片机用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的调试控制指令，并根据所述调试控制指令控制所述电源模块启动待调试嵌入式Linux设备；还用于通过所述嵌入式WiFi模块接收上位机发送的嵌入式Linux设备调试指令，并通过所述通用串口模块将所述嵌入式Linux设备调试指令转发至所述待调试嵌入式Linux设备，以控制所述待调试嵌入式Linux设备运行，并通过所述上位机对待调试嵌入式Linux设备的运行进行监控。

2.根据权利要求1所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述电源模块包括第一输出供电接口和第二输出供电接口；所述电源模块产生一路12V直流供电电压通过第一继电器提供至所述第一输出供电接口，所述电源模块产生一路24V直流供电电压通过第二继电器提供至所述第二输出供电接口。

3.根据权利要求2所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述第一继电器和所述第二继电器通过GPIO接口分别与所述单片机电连接。

4.根据权利要求3所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述单片机通过控制所述GPIO接口输出高电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器吸合，启动待调试嵌入式Linux设备；

所述单片机通过控制所述GPIO接口输出低电平，控制所述第一继电器或所述第二继电器复位，关闭待调试嵌入式Linux设备。

5.根据权利要求1所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括时钟模块。

6.根据权利要求1所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述嵌入式Linux设备的调试装置还包括存储模块，所述存储模块包括Flash和RAM，所述Flash用于存储单片机程序，所述RAM用于保存所述单片机运行时的临时数据。

7.根据权利要求1所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述单片机通过UART接口与所述通用串口模块电连接，所述通用串口模块通过UART接口与待调试嵌入式Linux设备电连接；

所述单片机与所述交换机模块通过SPI接口和xMII接口进行电连接；

所述单片机通过USB接口与所述嵌入式WiFi模块电连接。

8.根据权利要求1所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述交换机模块包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口、所述第二端口、所述第三端口和所述第四端口分别对应与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口、PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口、PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口、PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

9.根据权利要求8所述的嵌入式Linux设备的调试装置，其特征在于，所述第一端口通过xMII接口与PHY1对外输出1000BASE-T1以太网接口电连接；

所述第二端口通过xMII接口与PHY2对外输出1000BASE-Tx以太网接口电连接；

所述第三端口通过xMII接口与PHY3对外输出1000BASE-T以太网接口电连接；

所述第四端口通过xMII接口与PHY4对外输出RJ-45以太网接口电连接。

10.一种嵌入式Linux设备的调试系统，其特征在于，所述嵌入式Linux设备的调试系统包括上位机、待调试嵌入式Linux设备以及权利要求1-9中任一项所述的嵌入式Linux设备的调试装置。

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