DE102014208568A1

DE102014208568A1 - Arithmetic unit and operating method for this

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Publication number: DE102014208568A1
Application number: DE102014208568.3A
Authority: DE
Inventors: Gert Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2015-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Recheneinheit (100), insbesondere für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, wobei die Recheneinheit (100) eine Ablaufverfolgungseinheit (110) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Betriebsinformationen der Recheneinheit (100), insbesondere Informationen von einem Adress- und/oder Datenbus und/oder von internen Komponenten, zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (100) dazu ausgebildet ist, zu beobachtende Betriebsgrößen (X1, X2, X3, X4) in einen Zieladressbereich (ZA) der Recheneinheit (100) zu schreiben, dem keine Ressourcen der Recheneinheit (100) zugeordnet sind, und dass die Ablaufverfolgungseinheit (110) dazu ausgebildet ist, Betriebsinformationen aus dem Zieladressbereich (ZA) zu ermitteln.The invention relates to an arithmetic unit (100), in particular for a control unit of a motor vehicle, wherein the arithmetic unit (100) has a tracing unit (110) which is designed to store operating information of the arithmetic unit (100), in particular information from an address and / or Data bus and / or internal components to determine, characterized in that the arithmetic unit (100) is adapted to write observable operating variables (X1, X2, X3, X4) in a target address range (ZA) of the arithmetic unit (100), to which no resources of the arithmetic unit (100) are assigned, and in that the tracing unit (110) is designed to determine operating information from the destination address area (ZA).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Recheneinheit, insbesondere für ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, wobei die Recheneinheit eine Ablaufverfolgungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, Betriebsinformationen der Recheneinheit, insbesondere Informationen von einem Adress- und/oder Datenbus oder von internen Komponenten, zu ermitteln.The invention relates to a computing unit, in particular for a control unit of a motor vehicle, wherein the computing unit has a trace unit, which is designed to determine operating information of the computing unit, in particular information from an address and / or data bus or from internal components.

Ablaufverfolgungseinheiten für Recheneinheiten wie bspw. Mikrocontroller oder digitale Signalprozessoren oder dergleichen sind an sich bekannt und werden englisch auch als Trace-Einheiten bezeichnet. Der Nachteil an herkömmlichen Trace-Einheiten bzw. Mechanismen besteht darin, dass zur Beobachtung einer gegebenen Anzahl an Betriebsinformationen der Recheneinheit wie bspw. von Speicherinhalten eines Microcontrollers oder dergleichen deutlich größere Datenmengen protokolliert werden müssen, als für die eigentlich interessierenden Betriebsinformationen erforderlich ist.Tracing units for arithmetic units such as microcontrollers or digital signal processors or the like are known per se and are also referred to as trace units. The disadvantage of conventional trace units or mechanisms is that for the observation of a given number of operating information of the arithmetic unit, such as, for example, memory contents of a microcontroller or the like, significantly larger amounts of data must be logged than is required for the actually interesting operating information.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Recheneinheit und ein Betriebsverfahren für eine Recheneinheit der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Nachteile des Stands der Technik vermieden werden.Accordingly, it is an object of the present invention to improve a computing unit and an operating method for a computing unit of the type mentioned in that the disadvantages of the prior art are avoided.

Diese Aufgabe wird bei der Recheneinheit der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, zu beobachtende Betriebsgrößen in einen Zieladressbereich der Recheneinheit zu schreiben, dem keine Ressourcen der Recheneinheit zugeordnet sind, und dass die Ablaufverfolgungseinheit dazu ausgebildet ist, Betriebsinformationen aus dem Zieladressbereich zu ermitteln. Dies bedingt den Vorteil, dass die zu beobachtenden Betriebsgrößen in besonders effizienter Weise, bspw. blockweise direkt hintereinander, in den Zieladressbereich geschrieben werden können, sodass eine besonders effiziente Ermittlung mittels der Ablaufverfolgungseinheit möglich ist. Bspw. reicht es bei dem erfindungsgemäßen Prinzip aus, ein einziges sogenanntes Trace-Window (Ablaufverfolgungsfenster) bzw. einen entsprechenden Adressbereich anzugeben, um mittels der Ablaufverfolgungseinheit mehrere Betriebsgrößen der Recheneinheit zu beobachten, die für den regulären Betrieb der Recheneinheit üblicherweise nicht direkt hintereinander in einem Speicher der Recheneinheit abgelegt sind. Mit anderen Worten kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Prinzips bspw. ein einziger Adressbereich, nämlich der Zieladressbereich, mittels der Ablaufverfolgungseinheit beobachtet werden, beispielsweise durch Definition eines entsprechenden Trace-Windows, und hierbei können eine Vielzahl von vorgebbaren Betriebsinformationen der Recheneinheit in dem Zieladressbereich enthalten sein. Darüber hinaus ergibt sich der weitere Vorteil, dass kein tatsächlich vorhandener Speicher (z.B. RAM (Random-Access Memory, Direktzugriffsspeicher) oder Speicherregister bzw. ein der Recheneinheit zugeordneter externer Speicher oder dergleichen) der Recheneinheit für das erfindungsgemäße Prinzip verwendet werden muss, weil vorteilhaft der Zieladressbereich nicht mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit assoziiert ist. Insbesondere ist es hierzu zweckmäßig, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, keinen Trap (Interrupt bzw. Unterbrechungsanforderung infolge eines Ausnahmefehlers) oder dergleichen auszulösen, wenn auf den Zieladressbereich geschrieben wird, obwohl dort keine tatsächlichen physikalischen Ressourcen wie bspw. Speicher oder Register vorhanden sind. Dennoch kann der entsprechende Speicherzugriff auf den Zieladressbereich durch die Ablaufverfolgungseinheit dem erfindungsgemäßen Prinzip folgend erkannt werden, sodass die Ablaufverfolgungseinheit die interessierenden Betriebsinformationen, die in den Zieladressbereich geschrieben werden, ermitteln kann.This object is achieved in the arithmetic unit of the aforementioned type according to the invention that the arithmetic unit is adapted to write observable operating variables in a target address area of the arithmetic unit, which are assigned no resources of the arithmetic unit, and that the tracing unit is adapted to operating information the destination address range. This entails the advantage that the operating variables to be observed can be written into the target address area in a particularly efficient manner, for example block by block, directly one behind the other, so that a particularly efficient determination by means of the trace unit is possible. For example. In the case of the principle according to the invention, it is sufficient to specify a single so-called trace window or a corresponding address range in order to observe a plurality of operating variables of the arithmetic unit by means of the trace unit, which are usually not directly consecutively in a memory of the arithmetic unit for the regular operation of the arithmetic unit Arithmetic unit are stored. In other words, using the principle according to the invention, for example, a single address range, namely the destination address range, can be monitored by means of the trace unit, for example by defining a corresponding trace window, and a multiplicity of prescribable operating information of the computing unit can be contained in the destination address range. In addition, there is the further advantage that no actual existing memory (eg RAM (Random Access Memory, Random Access Memory) or memory register or an arithmetic unit associated external memory or the like) of the arithmetic unit must be used for the inventive principle, because advantageous the Destination address range is not associated with actual physical resources of the arithmetic unit. In particular, it is expedient here for the arithmetic unit to be designed not to trigger a trap (interrupt or interrupt request as a result of an exception error) or the like when writing to the destination address area although there are no actual physical resources, such as memories or registers. Nevertheless, the corresponding memory access to the destination address area can be recognized by the trace unit following the principle of the present invention, so that the trace unit can determine the interest of operation information written in the destination address area.

Der erfindungsgemäße Schritt des Schreibens kann einer Ausführungsform zufolge beispielsweise mittels eines, insbesondere an sich bekannten, Schreibbefehls der Recheneinheit bzw. eines Rechenkerns davon realisiert werden, also mittels eines Schreibzugriffs, der im Unterschied zu normalen Systemen jedoch als Zieladresse einen Adresswert aus dem erfindungsgemäßen Zieladressbereich aufweist, wobei der Zieladressbereich nicht mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit assoziiert ist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Schreibbefehl bzw. -zugriff auch Teil einer Kopieroperation sein, die zusätzlich zu dem Schreibzugriff einen vorangehenden Lesezugriff umfasst. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der vorstehend beschriebene Schreibzugriff, also die Ausführung des Schreibbefehls, das Setzen entsprechender Adresswerte auf einem Adressbus der Recheneinheit und das Setzen der zugehörigen zu schreibenden Datenwerte auf einem Datenbus der Recheneinheit umfassen. Dies hat den Effekt, dass solche Schreibzugriffe auch dann auf dem Adress- und/oder Datenbus nachverfolgbar sind (beispielsweise durch die Ablaufverfolgungseinheit), wenn die gesetzten Adresswerte nicht mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit, beispielsweise einem physikalischen Speicher, assoziiert sind.According to one embodiment, the writing step according to the invention can be realized, for example, by means of a write command of the arithmetic unit or of a computer core known therefrom, ie by means of a write access which, unlike normal systems, however, has an address value from the target address area according to the invention as target address wherein the destination address range is not associated with actual physical resources of the computing unit. In another embodiment, the write command may also be part of a copy operation that includes a previous read access in addition to the write access. In a further embodiment, the write access described above, that is to say the execution of the write command, may comprise the setting of corresponding address values on an address bus of the arithmetic unit and the setting of the associated data values to be written on a data bus of the arithmetic unit. This has the effect that such write accesses are also traceable on the address and / or data bus (for example, by the trace unit) if the set address values are not associated with actually existing physical resources of the computing unit, for example a physical memory.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, Schreibzugriffe auf den Zieladressbereich wort- bzw. blockweise auszuführen, was im Gegensatz zu einzelnen Byte-Zugriffen einen weiteren Performancegewinn bringt. Bspw. können die Schreibzugriffe auf den Zieladressbereich mit maximaler Wortbreite kumuliert erfolgen, d.h. einzelne Bytes der zu interessierenden Betriebsinformationen werden zu einem größeren Datenwort also bspw. einem 32 Bit breiten Datenwort oder einem 64 Bit breiten Datenwort oder zu größeren Blöcken zusammengefasst, bevor sie in den Zieladressbereich geschrieben werden, um eine Beobachtbarkeit durch die Ablaufverfolgungseinheit zu ermöglichen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann dadurch auch die Anzahl von Trace-Botschaften minimiert werden, die die Ablaufverfolgungseinheit bei der Überwachung des Zieladressbereichs generiert.In an advantageous embodiment, the arithmetic unit is designed to execute write accesses to the destination address area in word or block by block, which, in contrast to individual byte Access brings another performance gain. For example. For example, individual bytes of the operating information to be interested can be combined to form a larger data word, for example a 32-bit data word or a 64-bit data word or larger blocks, before being written to the destination address area to allow for observability by the trace unit. In an advantageous embodiment, this can also minimize the number of trace messages that the trace unit generates when monitoring the destination address area.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform lassen sich dadurch die Anzahl der generierten Trace-Botschaften für den Betrieb der Ablaufverfolgungseinheit minimieren.In a particularly preferred embodiment, this makes it possible to minimize the number of generated trace messages for the operation of the trace unit.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, bei der die verschiedenen Betriebsinformationen sequenziell (insbesondere direkt aufeinanderfolgend) in den Zieladressbereich geschrieben werden, ist der weitere Vorteil gegeben, dass eine ggf. mögliche Trace-Daten-Komprimierung der Ablaufverfolgungseinheit ausgenutzt werden kann, wodurch eine überdurchschnittlich effiziente Kompression der interessierenden Daten erfolgen kann.In a particularly preferred embodiment, in which the various operating information is written sequentially (in particular directly consecutively) to the destination address area, there is the further advantage that possibly possible trace data compression of the trace unit can be utilized, resulting in above-average efficient compression the data of interest can be made.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann dementsprechend vorgesehen sein, dass die Ablaufverfolgungseinheit dazu ausgebildet ist, ermittelte Betriebsinformationen zu komprimieren.Accordingly, in a further advantageous embodiment it can be provided that the trace unit is designed to compress determined operating information.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ablaufverfolgungseinheit dazu ausgebildet ist, ermittelte Betriebsinformationen an ein externes System, insbesondere ein Messsystem, auszugeben. Dies kann bspw. über eine von konventionellen Recheneinheiten bekannte Trace-Schnittstelle erfolgen oder auch über einen Trace-Zwischenspeicher (Trace Fifo) oder dergleichen, oder mittelbar über eine ggf. vorhandene Debug-Einheit der Recheneinheit.In a further advantageous embodiment, it is provided that the trace unit is designed to output determined operating information to an external system, in particular a measuring system. This can take place, for example, via a trace interface known from conventional arithmetic units, or else via a trace buffer or the like, or indirectly via an optionally present debug unit of the arithmetic unit.

Eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 5 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.A further solution of the object of the present invention is given by a method according to claim 5. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Nachfolgend werden beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt: Embodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the drawings. In the drawing shows:

1 schematisch ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Recheneinheit, 1 FIG. 2 schematically a block diagram of an embodiment of a computing unit according to the invention, FIG.

2 schematisch ein Speicherschema der Recheneinheit gemäß 1, und 2 schematically a memory scheme of the arithmetic unit according to 1 , and

3 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 schematically a simplified flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Recheneinheit 100, bei der es sich vorliegend um einen Mikrocontroller handelt. Die Recheneinheit 100 weist einen Rechnerkern 102 sowie einen internen Speicher 104 auf, die in an sich bekannter Weise über einen internen Bus 106 miteinander verbunden sind. Der interne Bus 106 kann bspw. einen Adress- und/oder Datenbus umfassen. 1 shows a block diagram of an embodiment of a computing unit according to the invention 100 , which in this case is a microcontroller. The arithmetic unit 100 has a computer core 102 as well as an internal memory 104 on, in a conventional manner via an internal bus 106 connected to each other. The internal bus 106 may, for example, include an address and / or data bus.

Ebenfalls verfügt die Recheneinheit 100 über eine Ablaufverfolgungseinheit ("Trace-Einheit ")110, welche über eine Datenanbindung 108 an den internen Bus 106 der Recheneinheit 100 angebunden ist und auf diese Weise auf dem Adress- und/oder Datenbus 106 vorliegende Informationen (beispielsweise bei Speicherzugriffen auf den Speicher 104) ermitteln bzw. "abhören" kann.Also has the arithmetic unit 100 via a trace unit ("trace unit") 110 , which have a data connection 108 to the internal bus 106 the arithmetic unit 100 is connected and in this way on the address and / or data bus 106 present information (for example memory accesses to the memory 104 ) or can "listen in".

Die Ablaufverfolgungseinheit 110 verfügt bevorzugt ferner über eine externe Datenschnittstelle 112, über die durch die Ablaufverfolgungseinheit 110 ermittelte Daten an eine externe Messeinheit 200 geliefert werden können.The trace unit 110 preferably also has an external data interface 112 , through which through the trace unit 110 determined data to an external measuring unit 200 can be delivered.

Optional kann die Recheneinheit 100 bei einer weiteren Ausführungsform noch über ein Debug-System D verfügen, welches in 1 durch das gestrichelte Rechteck D angedeutet ist.Optionally, the arithmetic unit 100 in another embodiment, still have a debug system D, which in 1 is indicated by the dashed rectangle D.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Recheneinheit 100 dazu ausgebildet ist, zu beobachtende Betriebsgrößen in einen Zieladressbereich der Recheneinheit 100 zu schreiben, dem keine Ressourcen der Recheneinheit 100 zugeordnet sind, und dass die Ablaufverfolgungseinheit 110 dazu ausgebildet ist, Betriebsinformationen aus diesem Zieladressbereich zu ermitteln. Bei den zu beobachtenden Betriebsgrößen kann es sich beispielsweise allgemein um Speicherinhalte der Recheneinheit 100 handeln, bzw. die darin gespeicherten Informationen, die z.B. Konstanten oder Variablen von auf der Recheneinheit 100 ablaufenden Computerprogrammen darstellen. Solche Daten werden insbesondere in einer Diagnosebetriebsart oder für die Entwicklung eines Steuergeräts, welches die Recheneinheit 100 enthält, benötigt.According to the invention, it is provided that the arithmetic unit 100 is designed to observe operating variables in a target address range of the arithmetic unit 100 to write to which no resources of the arithmetic unit 100 are assigned, and that the trace unit 110 is designed to determine operating information from this destination address range. The operating variables to be observed may, for example, generally be memory contents of the arithmetic unit 100 act, or the information stored therein, for example, constants or variables of the arithmetic unit 100 represent running computer programs. Such data are in particular in a diagnostic mode or for the development of a control unit, which is the arithmetic unit 100 contains, needed.

2 zeigt schematisch ein vereinfachtes Speicherschema 1040 unter anderem des Speichers 104 gemäß 1, wie es beispielsweise dem Adressraum der Recheneinheit 100 entspricht. In einem ersten Adressbereich A1 ...A2 sind beispielhaft mehrere zu beobachtende Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 der Recheneinheit 100 angeordnet. Bei diesen Betriebsgrößen kann es sich bspw. um Variablen eines Computerprogramms, das auf der Recheneinheit 100 ausgeführt wird, Speichertabellen, oder dergleichen handeln. Beispielhaft für eine vorliegend nicht interessierende Speicherinformation ist ein Datenbereich Y in 2 angedeutet, der ebenfalls innerhalb des Adressbereichs A1...A2 liegt. 2 schematically shows a simplified memory scheme 1040 among other things the memory 104 according to 1 as, for example, the address space of the arithmetic unit 100 equivalent. In a first address range A1... A2 are exemplary several observable operating variables X1, X2, X3, X4 of the arithmetic unit 100 arranged. These operating variables can be, for example, variables of a computer program that are based on the arithmetic unit 100 is executed, memory tables, or the like act. An example of a memory information of no interest here is a data area Y in 2 indicated, which is also within the address range A1 ... A2.

Bei der Anwendung von konventionellen Verfahren zu Messdatenerfassung bzw. Diagnose eines Betriebs der Recheneinheit 100 müsste eine konventionelle Ablaufverfolgungseinheit den gesamten Speicherbereich A1...A1' als sogenanntes Trace-Window TW definieren und periodisch, insbesondere bei jeder Änderung, d.h. bei jedem Schreibzugriff auf diesen Adressbereich, bspw. einer externen Messeinheit 200 weiterleiten, um die Beobachtung der interessierenden Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 zu ermöglichen. Neben der an sich nicht interessierenden Betriebsgröße Y sind bei dem konventionellen System nachteilig alle weiteren Speicherzellen in dem Adressbereich des Trace-Window TW ebenfalls zu kopieren, damit die konventionelle Recheneinheit 100 die Überwachung der interessierenden Informationen realisieren kann.When using conventional methods for measuring data acquisition or diagnosis of an operation of the arithmetic unit 100 For example, a conventional trace unit would have to define the entire memory area A1... A1 'as a so-called trace window TW and periodically, in particular for every change, ie every write access to this address area, for example an external measurement unit 200 forward to allow the observation of the operating variables of interest X1, X2, X3, X4. In addition to the operating quantity Y, which is not of interest in the conventional system, all other memory cells in the address area of the trace window TW are also disadvantageous to copy, so that the conventional computing unit 100 can realize the monitoring of the information of interest.

Erfindungsgemäß ist demgegenüber vorteilhaft vorgesehen, dass die Recheneinheit 100 die zu beobachtenden Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 zunächst in einen Zieladressbereich ZA der Recheneinheit 100 schreibt. Die entsprechend geschriebenen Informationen X1', X2', X3', X4' sind in 2 dem Adressbereich A10...A11 zugeordnet, der den Zieladressbereich ZA bildet. Bei einer Ausführungsform kann die Recheneinheit 100 so konfiguriert werden, dass die Reihenfolge der in den Zieladressbereich ZA zu schreibenden Informationen durch die Messeinheit 200 festgelegt werden kann, z.B. X3', X2', X1', X4' wie beispielshaft in 2 abgebildet.In contrast, according to the invention, it is advantageously provided that the arithmetic unit 100 the observed operating variables X1, X2, X3, X4 first in a target address range ZA of the arithmetic unit 100 writes. The corresponding written information X1 ', X2', X3 ', X4' are in 2 assigned to the address range A10 ... A11, which forms the destination address range ZA. In one embodiment, the arithmetic unit 100 be configured so that the order of the information to be written in the destination address area ZA by the measuring unit 200 can be set, for example, X3 ', X2', X1 ', X4' as exemplified in 2 displayed.

Vorteilhaft handelt es sich bei dem Zieladressbereich ZA nicht um einen Adressbereich, der mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit 100 bzw. des Speichers 104 oder einer externen Speichereinheit (nicht gezeigt) der Recheneinheit 100 assoziiert ist. Vielmehr handelt es sich bei dem Zieladressbereich ZA um einen Adressbereich, dem gar keine (physikalischen) Ressourcen der Recheneinheit 100 zugeordnet sind. Auf diese Weise wird durch das Schreiben der interessierenden Informationen in den Zieladressbereich ZA kein tatsächlich vorhandener physikalischer Speicher der Recheneinheit 100 benutzt. Es handelt sich mit anderen Worten bei dem erfindungsgemäßen Schreiben in den Zieladressbereich ZA um eine Art virtuellen Schreibzugriff, der dennoch auf dem internen Adress- bzw. Datenbus 106 der Recheneinheit 100 (1) beobachtbar ist, sodass die erfindungsgemäße Ablaufverfolgungseinheit 110 wie weiter unten erläutert die interessierenden Betriebsinformationen beobachten kann.Advantageously, the destination address range ZA is not an address range that corresponds to actual physical resources of the arithmetic unit 100 or the memory 104 or an external storage unit (not shown) of the computing unit 100 is associated. Rather, the destination address area ZA is an address area which has no (physical) resources of the arithmetic unit 100 assigned. In this way, by writing the information of interest in the destination address area ZA no actual physical memory of the arithmetic unit 100 used. In other words, in the case of the writing according to the invention in the destination address area ZA, this is a type of virtual write access, which nevertheless takes place on the internal address or data bus 106 the arithmetic unit 100 ( 1 ) is observable, so that the inventive trace unit 110 as explained below, can observe the operating information of interest.

Bevorzugt ist die Recheneinheit 100 so ausgebildet, dass sie bzw. ihr Rechnerkern 102 auf den Zieladressbereich ZA zugreifen kann, insbesondere (auch) schreibend, ohne dass ein Trap (Interrupt bzw. Unterbrechungsanforderung infolge eines Ausnahmefehlers) oder dergleichen ausgelöst wird, wie es bei konventionellen Recheneinheiten der Fall wäre, wenn auf einen physikalisch nicht vorhandenen Speicher geschrieben wird.The arithmetic unit is preferred 100 designed so that she or her computer core 102 can access the destination address area ZA, in particular (also) writing, without a trap (interrupt or interrupt request due to an exception error) or the like is triggered, as would be the case with conventional processing units when writing to a physically non-existent memory.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Ablaufverfolgungseinheit 110 (1) der Recheneinheit 100 dazu ausgebildet ist, die interessierenden Betriebsinformationen aus dem Zieladressbereich ZA zu ermitteln. Dazu kann die Ablaufverfolgungseinheit 110 konfiguriert sein, die Größen X1', X2', X3', X4' bzw. entsprechende diesbezügliche Speicherzugriffe auf den Zieladressbereich ZA zu überwachen. Eine Konfiguration der Ablaufverfolgungseinheit 110 hierzu kann in an sich bekannter Weise durch Spezifikation des Adressbereichs ZA bzw. durch den Start A10 und Ende A11 erfolgen, beispielsweise im Wege der Definition eines Trace-Window zwischen den Adressen A10, A11.According to the invention, it is further provided that the trace unit 110 ( 1 ) of the arithmetic unit 100 is designed to determine the interesting operating information from the destination address range ZA. This can be done by the trace unit 110 be configured to monitor the sizes X1 ', X2', X3 ', X4' or corresponding related memory accesses to the destination address area ZA. A configuration of the trace unit 110 This can be done in a conventional manner by specifying the address range ZA or by the start A10 and end A11, for example by way of the definition of a trace window between the addresses A10, A11.

Durch das erfindungsgemäße Prinzip wird vorteilhaft vermieden, dass ein unnötig großes Trace-Fenster TW (2) definiert werden und eine damit einhergehend unnötige Betrachtung von an sich nicht interessierenden Speicherbereichen der Recheneinheit 100 vorgenommen werden muss. Ferner kann vorteilhaft bei einer Ausführungsform eine sogenannte Trace-Daten-Komprimierung der Ablaufverfolgungseinheit 110 verwendet werden, wenn die in den Zieladressbereich ZA geschriebenen interessierenden Betriebsinformationen bspw. sequenziell in einem einzigen Block vorliegen.The inventive principle advantageously avoids that an unnecessarily large trace window TW (FIG. 2 ) and a concomitant unnecessary consideration of memory areas of the arithmetic unit which are not of interest in themselves 100 must be made. Furthermore, in one embodiment, a so-called trace data compression of the trace unit may be advantageous 110 may be used, for example, when the interest information of interest written to the destination address area ZA is sequentially present in a single block.

Die Ablaufverfolgungseinheit 110 kann bspw. dazu ausgebildet sein, die in dem Zieladressbereich ZA beobachteten interessierenden Daten X1', X2', X3', X4' über die Schnittstelle 112 einer externen Messeinheit 200 zur Verfügung zu stellen.The trace unit 110 For example, it may be configured to transmit the data of interest X1 ', X2', X3 ', X4' observed in the destination address area ZA via the interface 112 an external measuring unit 200 to provide.

3 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 300 schreibt die Recheneinheit 100 zu beobachtende Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 (2) in den Zieladressbereich ZA der Recheneinheit 100. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schritt 300 des Schreibens 300 in einem Schritt des Kopierens umfasst sein, es werden also z.B. die zu beobachtenden Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 im Rahmen des Kopierens zunächst aus einem Quellspeicherbereich gelesen, und sodann in den Zieladressbereich ZA der Recheneinheit 100 geschrieben. In einem nachfolgenden Schritt 310 (3) ermittelt die Ablaufverfolgungseinheit 110 (1) Betriebsinformationen X1', X2', X3', X4' aus dem Zieladressbereich ZA, was beispielsweise durch Analyse der Schreibzugriffe aus Schritt 300 erfolgen kann. In diesem Sinne können die Schritte 300, 310 (z.B. Schreiben 300 und Ermitteln 310) auch i.w. simultan erfolgen. 3 shows a flowchart of a method according to the invention. In a first step 300 writes the arithmetic unit 100 observable operating variables X1, X2, X3, X4 ( 2 ) in the destination address area ZA of the arithmetic unit 100 , In a preferred embodiment, the step 300 of writing 300 in one step of the copying, ie, for example, the operating variables X1, X2, X3, X4 to be observed are first read from a source memory area during the copying, and then into the target address area ZA of the arithmetic unit 100 written. In one subsequent step 310 ( 3 ) determines the trace unit 110 ( 1 ) Operating information X1 ', X2', X3 ', X4' from the destination address area ZA, which, for example, by analyzing the write accesses from step 300 can be done. In that sense, the steps can 300 . 310 (eg writing 300 and determining 310 ) also iw take place simultaneously.

Bei einer Ausführungsform kann sich an den Schritt 310 optional ein Schritt 320 anschließen, der ein Übermitteln wenigstens eines Teils der durch die Ablaufverfolgungseinheit 110 ermittelten Betriebsinformationen an die externe Messeinheit 200 (1) zum Gegenstand hat.In one embodiment, the step 310 optional one step 320 connect a transmission of at least a portion of the by the trace unit 110 determined operating information to the external measuring unit 200 ( 1 ) has the subject.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann beispielsweise zur Messdatenerfassung in einem Echtzeitsystem (z.B. Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine) genutzt werden, wobei das Echtzeitsystem u.a. eine erfindungsgemäß ausgebildete Recheneinheit 100 enthalten kann. Die erfindungsgemäß ermittelten Daten X1, X2, X3, X4 bzw. X1', X2', X3', X4' können dann beispielsweise von einem Messsystem 200 (1) erfasst und aufgezeichnet oder auch weiterverarbeitet werden. Messdaten, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips ermittelbar sind, können beispielsweise Variablen sein, die bei der Verarbeitung in dem Echtzeitsystem entstehen, deren Wert sich jedoch ständig z.B. durch Neuberechnung ändert. Diese Variablen sind typischerweise in einem Speicher 104 des Echtzeitsystems abgespeichert und werden dort auch immer wieder aktualisiert und damit überschrieben. Ziel des Messsystems kann z.B. sein, diese Messwerte mitsamt ihrem Verlauf über der Zeit zu erfassen und evtl. aufzubereiten.The principle according to the invention can be used, for example, for measuring data acquisition in a real-time system (eg engine control unit of an internal combustion engine), the real-time system including a computing unit designed according to the invention 100 may contain. The data X1, X2, X3, X4 or X1 ', X2', X3 ', X4' determined according to the invention can then be obtained, for example, from a measuring system 200 ( 1 ) and recorded or further processed. Measurement data which can be determined using the principle according to the invention can be, for example, variables that arise during processing in the real-time system, the value of which, however, constantly changes, for example due to recalculation. These variables are typically in memory 104 The real-time system is saved and updated there over and over again. The aim of the measuring system may be, for example, to record these measured values together with their course over time and possibly to prepare them.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Ablaufverfolgungseinheit 110 dazu ausgebildet sein, den internen Bus 106 zu beobachten und bestimmte selektierte Bus-Operationen (die beispielsweise durch Definition eines Trace-Windows vorgegeben werden) durch Trace Botschaften zu protokollieren.In an advantageous embodiment, the trace unit 110 be adapted to the internal bus 106 to observe and trace certain selected bus operations (which are defined, for example, by defining a trace Windows) by means of trace messages.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Recheneinheit 100 über ein Debug-System D (1) verfügen. Das Debug System D kann bevorzugt auf alle internen Ressourcen der Recheneinheit 100 (insbesondere Speicher 104, Rechnerkern 102, Einheit 110) lesend und/oder schreibend zugreifen, d.h. die Erfassung der Messdaten erfolgt durch den gezielten und direkten Zugriff auf die Messdaten. Das Debug-System D kann bei einer Ausführungsform eine Debugeinheit D1 aufweisen, die den vorstehend genannten Zugriff auf die internen Ressourcen der Recheneinheit 100 steuert, und die beispielsweise über einen eigenen Datenbus D1' direkt mit dem Speicher 104 verbunden ist. Ferner kann das Debug-System D einen Trace-Fifo D2 aufweisen, also einen Pufferspeicher für die Ablaufverfolgungseinheit 110, in den die Ablaufverfolgungseinheit 110 ermittelte Informationen zumindest temporär speichert. Über eine Datenschnittstelle D3 kann die Debugeinheit D1 direkt mit einer externen Komponente wie z.B. dem Messsystem 200 verbunden sein.In an advantageous embodiment, the arithmetic unit 100 via a debug system D ( 1 ) feature. The debug system D can be preferred to all internal resources of the arithmetic unit 100 (especially memory 104 , Computer core 102 , Unit 110 ) read and / or write access, ie the acquisition of the measured data takes place through the targeted and direct access to the measured data. The debug system D may, in one embodiment, comprise a debug unit D1, which has the above-mentioned access to the internal resources of the arithmetic unit 100 controls, and the example via its own data bus D1 'directly to the memory 104 connected is. Furthermore, the debug system D can have a trace FIFO D2, that is, a buffer for the trace unit 110 in which the trace unit 110 ascertained information stores at least temporarily. Via a data interface D3, the debug unit D1 can directly with an external component such as the measuring system 200 be connected.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Recheneinheit 100 dazu ausgebildet sein, den Schritt 300 des Schreibens (3) unter Verwendung sogenannter Display-Tabellen (distab) auszuführen. Beispielsweise wird dazu eine generische Kopierroutine in die Software des Rechnerkerns 102 integriert, die über die Display-Tabellen parametriert wird. Diese Display-Tabellen enthalten z.B. die genauen Arbeitsanweisungen für die Kopieraktionen (also Quell- und Zieladresse, Größe, Reihenfolge) und werden dynamisch zur Laufzeit vom Messsystem 200 bzw. der Recheneinheit 100 parametriert und aktiviert.In a further embodiment, the arithmetic unit 100 be trained to the step 300 of writing ( 3 ) using so-called display tables (distab). For example, this is a generic copy routine in the software of the computer core 102 integrated, which is parameterized via the display tables. These display tables contain, for example, the exact working instructions for the copying actions (ie source and destination address, size, order) and are dynamically generated by the measuring system at runtime 200 or the arithmetic unit 100 parameterized and activated.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Prinzips besteht darin, dass eine zur Übertragung der zu beobachtenden Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 verfügbare Bandbreite (z.B. abhängig von der Speicherbandbreite der Recheneinheit 100) optimal ausgenutzt wird und dass gleichzeitig die Datenkonsistenz der zu beobachtenden Betriebsgrößen X1, X2, X3, X4 sichergestellt ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die zur Ermittlung der Betriebsinformationen benötigte Bandbreite für die Übertragung z.B. von Messwerten sehr genau vorherbestimmbar ist, was bei herkömmlichen Trace-Verfahren nicht möglich ist.A particular advantage of the principle according to the invention is that a bandwidth available for transmission of the operating variables X1, X2, X3, X4 to be observed (eg, depending on the memory bandwidth of the arithmetic unit 100 ) is optimally utilized and that at the same time the data consistency of the observed operating variables X1, X2, X3, X4 is ensured. Another advantage is that the bandwidth required for determining the operating information for the transmission of, for example, measured values can be predicted very accurately, which is not possible with conventional trace methods.

Der erfindungsgemäße Schritt des Schreibens 300 kann einer Ausführungsform zufolge beispielsweise mittels eines, insbesondere an sich bekannten, Schreibbefehls der Recheneinheit 100 bzw. eines Rechenkerns 102 davon realisiert werden, also mittels eines Schreibzugriffs, der im Unterschied zu normalen Systemen jedoch als Zieladresse einen Adresswert aus dem erfindungsgemäßen Zieladressbereich ZA aufweist, wobei der Zieladressbereich ZA nicht mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit 100 assoziiert ist.The step of writing according to the invention 300 According to one embodiment, for example, by means of a, in particular known, write command of the arithmetic unit 100 or a calculation kernel 102 thereof, ie by means of a write access which, in contrast to normal systems, however, has an address value from the target address area ZA according to the invention as the destination address, the destination address area ZA not having physical resources actually available to the arithmetic unit 100 is associated.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Schreibbefehl bzw. -zugriff 300 auch Teil einer Kopieroperation sein, die zusätzlich zu dem Schreibzugriff einen vorangehenden Lesezugriff umfasst. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der vorstehend beschriebene Schreibzugriff, also die Ausführung des Schreibbefehls, das Setzen entsprechender Adresswerte auf einem Adressbus der Recheneinheit und das Setzen der zugehörigen zu schreibenden Datenwerte auf einem Datenbus der Recheneinheit 100 umfassen. Dies hat den Effekt, dass solche Schreibzugriffe auch dann auf dem Adress- und/oder Datenbus nachverfolgbar sind (beispielsweise durch die Ablaufverfolgungseinheit 110), wenn die gesetzten Adresswerte nicht mit tatsächlich vorhandenen physikalischen Ressourcen der Recheneinheit, beispielsweise einem physikalischen Speicher, assoziiert sind.In another embodiment, the write command or access may be 300 also be part of a copy operation that includes a previous read access in addition to the write access. In a further embodiment, the above-described write access, that is to say the execution of the write command, the setting of corresponding address values on an address bus of the arithmetic unit and the setting of the associated data values to be written on a data bus of the arithmetic unit 100 include. This has the effect that such write accesses are then traceable on the address and / or data bus (for example, by the trace unit 110 ), when the set address values are not associated with actual physical resources of the computing unit, such as a physical memory.

Claims

Arithmetic unit ( 100 ), in particular for a control unit of a motor vehicle, wherein the arithmetic unit ( 100 ) a trace unit ( 110 ), which is adapted to operating information of the arithmetic unit ( 100 ), in particular information from an address and / or data bus and / or from internal components, characterized in that the arithmetic unit ( 100 ) is designed to be observed operating variables (X1, X2, X3, X4) in a destination address range (ZA) of the arithmetic unit ( 100 ) to write ( 200 ), to which no resources of the arithmetic unit ( 100 ) and that the trace unit ( 110 ) is designed to determine operating information from the destination address area (ZA) ( 210 ).

Arithmetic unit ( 100 ) according to claim 1, wherein the arithmetic unit ( 100 ) is designed to execute write accesses to the destination address area (ZA) in word or block by block.

Arithmetic unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the trace unit ( 110 ) is adapted to compress detected operation information.

Arithmetic unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the trace unit ( 110 ) is adapted to determine operating information to an external system, in particular a measuring system ( 200 ).

Method for operating a computing unit ( 100 ), in particular for a control unit of a motor vehicle, wherein the arithmetic unit ( 100 ) a trace unit ( 110 ), which is adapted to operating information of the arithmetic unit ( 100 ), in particular information from an address and / or data bus and / or from internal components, characterized in that the arithmetic unit ( 100 ) to be observed operating variables (X1, X2, X3, X4) in a destination address range (ZA) of the arithmetic unit ( 100 ) writes ( 300 ), to which no resources of the arithmetic unit ( 100 ) and that the trace unit ( 110 ) Determines operating information from the destination address area (ZA) ( 310 ).

Method according to claim 5, wherein the arithmetic unit ( 100 ) Writes to the destination address range (ZA) executes wordwise or block by block.

Method according to one of claims 5 to 6, wherein the trace unit ( 110 ) compressed operating information.

Method according to one of claims 5 to 7, wherein the trace unit ( 110 ) determined operating information to an external system, in particular a measuring system ( 200 ), outputs.