JP2001134471A - デバッグ装置及びデバッグ方法 - Google Patents

デバッグ装置及びデバッグ方法

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JP2001134471A
JP2001134471A JP31851999A JP31851999A JP2001134471A JP 2001134471 A JP2001134471 A JP 2001134471A JP 31851999 A JP31851999 A JP 31851999A JP 31851999 A JP31851999 A JP 31851999A JP 2001134471 A JP2001134471 A JP 2001134471A
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Takashi Sugiyama
俊 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、メモリのアクセス状況を正確に把
握し、メモリにおけるプログラム配置の最適化、ならび
に情報処理システムの性能向上に寄与することを課題と
する。 【解決手段】 本発明は、被デバッグプログラムが実行
された時に、被デバッグプログラムの実行によってアク
セスされるメモリ回路における任意のアドレスのアクセ
ス頻度をカウントするように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロプロセッ
サとメモリを含む情報処理システムの開発評価に用いら
れて、指定されたメモリ領域へのアクセス状況を詳細に
監視する機能を有するデバッグ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロプロセッサとメモリを備えた情
報処理システムをデバッグするデバッグ装置において
は、マイクロプロセッサがアクセスしたメモリに関する
情報を得るために、図8に示すように、メモリ101の
各アドレスに対応して設けられた1ビットのカバレッジ
チェックビット102を用いていた。すなわち、メモリ
101がアクセスされると、アクセスされたアドレスに
対応したカバレッジチェックビット102の内容が変化
してアクセスされたことが記録され、デバッグ装置は、
カバレッジチェックビット102の内容を参照すること
により、マイクロプロセッサがアクセスしたメモリ10
1に関する情報を得ていた。
【0003】しかしながら、このような手法にあって
は、メモリの各アドレス毎にアクセスがあったか否かに
関しては把握することはできるが、アクセス頻度やアク
セスの種類(読み出し/書き込み)に関しては把握する
ことができなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のデバッグ装置においては、メモリにおけるの各ア
ドレス毎のアクセスの有無に関しての情報を得ることは
できるが、アクセス頻度やアクセスの種類といったアク
セス状況を得ることはできなかった。このため、従来の
デバッグ装置にあっては、メモリのアクセス状況に応じ
てプログラムのメモリレイアウトを調整し、プログラム
配置の最適化を行うための情報を得ることが困難になる
といった不具合を招いていた。
【0005】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、メモリのアク
セス状況を正確に把握し、メモリにおけるプログラム配
置の最適化、ならびに情報処理システムの性能向上に寄
与できるデバッグ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、課題を解決する第1の手段は、被デバッグプログラ
ムが実行された時に、前記被デバッグプログラムの実行
によってアクセスされるメモリ回路における任意のアド
レスのアクセス回数をカウントするアクセスカウンタ群
と、前記アクセスカウンタ群をリセットするリセット手
段と、前記アクセスカウンタ群をイネーブル状態に設定
するスタート手段と、前記アクセスカウンタ群のカウン
ト値を読み出す読み出し手段とを有することを特徴とす
る。
【0007】第2の手段は、前記第1の手段において、
前記アクセスカウンタ群は、そのアクセスカウンタが前
記メモリ回路の全アドレスに一対一に対応して設けられ
てなることを特徴とする。
【0008】第3の手段は、前記第1の手段において、
前記アクセスカウンタ群を前記メモリ回路の任意のアド
レスに割り付けるマッピング手段を有することを特徴と
する。
【0009】第4の手段は、前記第1,2又は3の手段
において、前記アクセスカウンタ群は、それぞれのアク
セスカウンタが前記メモリ回路の単位アドレスに対して
読み出し動作の頻度をカウントするカウンタと、書き込
み動作の頻度をカウントするカウンタとで構成されてな
ることを特徴とする。
【0010】第5の手段は、前記第1,2,3又は4の
手段において、前記アクセスカウンタ群は、前記メモリ
回路のアクセス幅毎に設けられてなることを特徴とす
る。
【0011】第6の手段は、前記第1,2,3,4又は
5の手段において、前記アクセスカウンタ群のそれぞれ
のアクセスカウンタのオーバーフローを検出、通知する
手段を備えたことを特徴とする。
【0012】第7の手段は、前記1,2,3,4,5又
は6の手段において、アクセスカウンタ群は、階層的に
構築された前記メモリ回路の各階層のメモリ回路に設け
られてなることを特徴とする。
【0013】第8の手段は、前記第1,2,3,4,
5,6又は7の手段において、前記アクセスカウンタ群
は、最大カウント値が異なる複数のカウンタを備えてな
ることを特徴とする。
【0014】第9の手段は、被デバッグプログラムが実
行される前に、前記被デバッグプログラムの実行によっ
てアクセスされるメモリ回路における任意のアドレスの
アクセス頻度のカウント値をリセットし、前記メモリ回
路におけるアクセス頻度のカウント動作を開始可能状態
に設定し、前記被デバッグプログラムが実行された時
に、前記被デバッグプログラムの実行によってアクセス
される前記メモリ回路における任意のアドレスのアクセ
ス頻度をカウントし、カウントされたアクセス頻度のカ
ウント値を読み出すことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の一
実施形態を説明する。
【0016】図1はこの発明の一実施形態に係るデバッ
グ装置の一部構成を示す図である。図1において、デバ
ッグ装置は、例えば情報処理システムのマイクロプロセ
ッサが実行する被デバッグプログラムが動作するハード
ウェア環境に含まれて被デバッグプログラムによってア
クセスされるメモリ1の各アドレスに対応して設けら
れ、メモリ1がアクセスされる毎にアクセスされたアド
レスのアクセス回数をカウントするアクセスカウンタ群
2と、このアクセスカウンタ群2のカウント値をデバッ
グ装置のコントローラ(図示せず)に読み出すための読
み出しポート3を備えて構成されている。以下、被デバ
ッグプログラムとは、上記システムで実行されてデバッ
グの対象となるプログラムの内、デバッグが未完了の部
分のプログラムを指すものとする。
【0017】被デバッグプログラムのデバッグが行われ
る時には、まずカウンタリセット信号がデバッグ装置か
らアクセスカウンタ群2に与えられ、これによりアクセ
スカウンタ群2の内容がリセットされて初期化される。
その後、カウントスタート信号がデバッグ装置からアク
セスカウンタ群2に与えられ、これによりアクセスカウ
ンタ群2はイネーブル状態となりカウント可能な状態に
設定される。このカウントスタート信号は、通常被デバ
ッグプログラムが実行されると同時にアクセスカウンタ
群2に与えられる。一方。このカウントスタート信号
は、プログラムの実行中にアクセス回数をカウントした
い箇所にプログラムの実行がきた時にアクセスカウンタ
群2に与えられるようにしてもよい。
【0018】このような状態において、被デバッグプロ
グラムが実行され、被デバッグプログラムの実行ととも
にメモリ1がアクセスされると、例えばシステムのアド
レスバスに出力されたアドレスとイネーブル状態になっ
たメモリ1の読み出し信号又は書き込み信号とに基づい
て、アクセスカウンタ群2の中のアクセスされたメモリ
1のアドレスに対応したアクセスカウンタのカウント値
がインクリメントされ、メモリ1のアドレス毎にアクセ
ス頻度がカウントされる。アクセスカウンタ群2によっ
てカウントされたカウント値は、読み出しポート3を介
してデバッグ装置に読み出される。
【0019】このような実施形態によれば、被デバッグ
プログラムが動作した時のメモリ1の各アドレス毎のア
クセス頻度を正確に把握することが可能となる。これに
より、プログラムの変数データやサブルーチン配置など
を、そのプログラムの動作するハードウェア環境にて最
適化することができる。すなわち、例えばアクセス頻度
の高い変数は高速アクセス可能なメモリ領域に配置し、
アクセス頻度の少ないサブルーチンは低速のメモリ領域
に割り当てる等の最適化を行うことができる。
【0020】図2はこの発明の他の実施形態の構成を示
す図である。図2において、この実施形態の特徴とする
ところは、図1に示す実施形態に比べて、所定の個数の
アクセスカウンタからなるアクセスカウンタ群2を、メ
モリ1の適当な単位(例えば256バイト単位)でアク
セス頻度を調べたい任意のアドレス領域に割り当てるマ
ッピング手段を設けたことにある。このマッピング手段
は、メモリ1のアクセス頻度を調べたいアドレス領域の
先頭アドレスが格納されるマッピングレジスタ4とアド
レス領域のサイズが格納されるマッピングレジスタ5と
で構成されており、複数のアクセスカウンタ群2をメモ
リ1の複数の異なるアドレス領域に同時に割り付ける場
合には、複数の上記マッピング手段が用意される。
【0021】被デバッグプログラムが実行される前に、
マッピングレジスタ4に先頭アドレスが設定され、マッ
ピングレジスタ5にアドレス領域のサイズが設定され、
被デバッグプログラムが実行されると、メモリ1のアク
セスを示す信号、ならびにマッピングレジスタ4、5に
設定された情報とアクセスアドレスとに基づいてマッピ
ングされたアクセスカウンタ群2のカウント動作が行わ
れる。なお、アクセスカウンタ群2のリセット動作、ス
タート動作、読み出し動作については前記実施形態と同
様である。
【0022】このような実施形態によれば、前記実施形
態で説明したようにメモリ1の全アドレス領域分のカウ
ンタを必要とせず、アクセス頻度を調査したい領域に見
合った個数のアクセスカウンタを用意すればよいので、
構成の大型化を招くことなく前記実施形態と同様の効果
を得ることができる。
【0023】図3はこの発明のさらに他の実施形態の構
成を示す図である。図3において、この実施形態の特徴
とするところは、図2に示す実施形態に比べて、図2に
示すアクセスカウンタ群2に代えてメモリ1の同一のア
ドレスに対して、アクセスアドレスならびに読み出し信
号に基づいて読み出し回数(リード用)をカウントする
カウンタ2Rと、アクセスアドレスならびに書き込み信
号に基づいて書き込み回数(ライト用)をカウントする
カウンタ2Wとをそれぞれ別々に設けたことにあり、他
は図2に示す実施形態と同様である。
【0024】このような実施形態によれば、メモリ1の
マッピングされたアドレス毎に読み出し頻度ならびに書
き込み頻度をそれぞれ把握することが可能となり、メモ
リ1のアクセス状況をより詳細に知ることが可能とな
る。これにより、読み出しのみのデータやプログラムを
外部ROMに格納したり、あるいは読み出しのみだがア
クセス頻度が高いので高速アクセスを行いたいというよ
うな場合には、あえて外部ROMではなく、高速なRA
Mに格納したりするといった判断ができるようになる。
また、実際に上述したことを行うことによりシステムの
性能は向上するので、システムの性能向上に寄与するこ
とができる。
【0025】図4はこの発明のさらに他の実施形態の構
成を示す図である。図4において、この実施形態の特徴
とするところは、図2に示す実施形態に比べて、図2に
示すアクセスカウンタ群2に代えてメモリ1のアクセス
幅毎に異なるアクセスカウンタ群を設けたことにあり、
アクセスカウンタ群は例えばバイト単位のアクセスをカ
ウントするアクセスカウンタ群2Bと、ハーフワード
(2バイト)単位のアクセスをカウントするアクセスカ
ウンタ群2HWと、フルワード(4バイト)単位のアク
セスをカウントするアクセスカウンタ群2FWとを備
え、他は図2に示す実施形態と同様である。
【0026】このような実施形態によれば、メモリ1の
アクセス幅毎のアクセス頻度を把握することが可能とな
り、さらに詳細にアクセス状況を知ることができる。こ
れにより、例えば内蔵メモリを4バイト幅、外部メモリ
を2バイト幅でアクセスできるようなマイクロプロセッ
サの場合には、外部メモリに対して4バイト幅のデータ
を2回に分けてアクセスする頻度が多いと、バスサイク
ル数が増え性能を低下させることになってしまうが、こ
のような4バイト幅のアクセスが多いデータを判別して
内部メモリへ移すといったことも可能となり、システム
の性能改善を図ることができる。
【0027】図5はこの発明のさらに他の実施形態の構
成を示す図である。図5において、この実施形態の特徴
とするところは、図2に示す実施形態に比べて、図2に
示すアクセスカウンタ群2のそれぞれのアクセスカウン
タ毎にオーバーフローを検知してそれをデバッグ装置に
通知するオーバーフロー検知/通知機構を設けたことに
あり、他は図2に示す実施形態と同様である。このオー
バーフロー検知/通知機構は、例えばアクセスカウンタ
群2のそれぞれのアクセスカウンタにオーバーフロービ
ット6を設け、それぞれのオーバーフロービット6の全
て又は一部の論理和信号をデバッグ装置への通知信号と
して構成される。
【0028】このような機構がない場合には、長時間プ
ログラムを動作させ続けていると、ほとんどのアクセス
カウンタはオーバーフローしてしまい、全体的なアクセ
ス傾向すら失われてしまうことになる。これを防止する
ために、この実施形態においては、オーバーフロー検知
/通知機構を設けることによって、いずれかのアクセス
カウンタがオーバーフローするとこれをデバッグ装置に
通知をすることができるようになる。デバッグ装置は、
アクセスカウンタのオーバーフローをイベントとして検
出し、例えば1つでもアクセスカウンタがオーバーフロ
ーしたら被デバッグプログラムの実行を停止させたり、
予め指定された数のアクセスカウンタがオーバーフロー
した時に被デバッグプログラムの実行を停止させたりと
いったことができるようになる。また、必ずしも被デバ
ッグプログラムの実行を停止させなくとも、アクセスカ
ウンタのオーバーフロー事象を実行時刻とともにログに
記録したりするというような処理も考えられ、柔軟に必
要な情報の収集ならびに収集された情報に基づいた適切
な対応を行うことができる。
【0029】図6はこの発明のさらに他の実施形態の構
成を示す図である。図6において、この実施形態の特徴
とするところは、図2に示す実施形態に比べて、メモリ
が階層的に構成されている場合、例えばキャッシュメモ
リ7が付加されているような場合に、各メモリ階層毎に
アクセスカウンタ群2を用意し、各メモリ階層毎にアク
セス頻度をカウントできるようにしたことにあり、他は
図2に示す実施形態と同様である。図6に示すように、
メモリの階層構造にキャッシュメモリ7を含む場合に
は、マッピングレジスタ4にはキャッシュメモリ7に対
して主記憶となる例えばメモリ1のアドレスが設定さ
れ、この設定されたアドレスに基づいて主記憶となるメ
モリ1のアクセスアドレスに対応したキャッシュメモリ
7のカウントするアクセスアドレスが設定される。
【0030】このような実施形態によれば、例えばキャ
ッシュメモリ7のアドレス毎のヒット率を把握すること
ができ、キャッシュの最適構成の選択、プログラム/デ
ータの配置、キャッシュメモリ7の一部にプログラム
(データ)を固定的に割り付けるキャッシュロックを適
用すべきか否か、ならびにキャッシュロック時に格納す
べきデータの判断材料など様々な情報を得ることができ
る。
【0031】図7はこの発明のさらに他の実施形態の構
成を示す図である。図7において、この実施形態の特徴
とするところは、図2に示す実施形態に比べて、図2に
示すアクセスカウンタ群2に代えて最大カウント数の異
なるカウンタ群、例えば16ビットのカウンタ群2-1と
32ビットのカウンタ群2-2を設け、それぞれのカウン
タ群をマッピングレジスタ4、5により独立してマッピ
ングできるようにしたことにあり、他は図2に示す実施
形態と同様である。
【0032】このような実施形態によれば、それぞれの
カウンタ群2-1、2-2をメモリ1におけるアドレス領域
での予想されるアクセス頻度に応じて使い分けてマッピ
ングすることで、全てのカウンタを例えば32ビットの
カウンタ群とする場合に比べて、より少ないハードウェ
ア資源でメモリのアクセス状況を調査することができ
る。
【0033】なお、この発明は、上記実施形態に限るこ
とはなく、それぞれの実施形態のアクセスカウンタのカ
ウント動作は、被デバッグプログラムの実行によりメモ
リアクセスを行う命令とそのアドレスをソフトウェアで
判別し、判別結果に基づいて例えばデバッグ装置内部に
おける記憶領域の一部の変数領域にアクセス頻度のカウ
ント値を書き込むというように、ソフトウェア的に行う
ことも可能である。
【0034】また、上記実施形態で得られたメモリのア
クセス頻度は、アクセス頻度に付随したアドレス等の情
報とともにデバッグ装置のモニター画面等に表示するよ
うにしてもよい。
【0035】さらに、上記実施形態は、単独で実施する
以外に、様々に組み合わせて実施することも可能であ
り、例えば図3に示す実施形態に図4に示す実施形態な
らびに図7に示す実施形態を加えて実施してもよく、こ
のような実施形態にあっては、それぞれの実施形態で得
られる効果を得ることが可能となる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1,2又は
9記載の発明によれば、被デバッグプログラムが動作し
た時のメモリアクセス状況を正確に把握し、変数データ
やサブルーチン配置などを、そのプログラムの動作する
ハードウェア環境にて最適化することができる。
【0037】請求項3記載の発明によれば、メモリ全領
域分のカウンタを必要とせず、調査したい領域に見合っ
た数のカウンタ群を必要なメモリアドレスに割り当てて
使用できるため、構成の小型化が実現できる。
【0038】請求項4記載の発明によれば、請求項1,
2又は3記載の発明で得られる効果に加えて、メモリに
格納される情報の読み出し又は書き込みの頻度に応じて
格納するメモリの種類を判断することができる。
【0039】請求項5記載の発明によれば、請求項1,
2,3又は4記載の発明で得られる効果に加えて、アク
セスされるデータのアクセス幅に応じてデータを格納す
るメモリを選択判断することが可能となり、このメモリ
を含むシステムの性能を向上させることができる。
【0040】請求項6記載の発明によれば、請求項1,
2,3,4又は5記載の発明で得られる効果に加えて、
アクセスカウンタのオーバーフローによってプログラム
の動作傾向が把握できなくなるといった不具合を回避
し、きめ細かくメモリのアクセス状況を把握することが
できる。
【0041】請求項7記載の発明によれば、請求項1,
2,3,4,5又は6記載の発明で得られる効果に加え
て、階層構造の各メモリのアクセス頻度を得ることがで
きる。
【0042】請求項8記載の発明によれば、請求項1,
2,3,4,5,6又は7記載の発明で得られる効果に
加えて、最大カウント値の異なる複数のカウンタを使い
分け、これらを各々異なるメモリアドレスにマッピング
することにより、より少ないハードウェア資源でメモリ
アクセス状況を調査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る構成を示す図であ
る。
【図2】本発明の他の実施形態に係る構成を示す図であ
る。
【図3】本発明のさらに他の実施形態に係る構成を示す
図である。
【図4】本発明のさらに他の実施形態に係る構成を示す
図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態に係る構成を示す
図である。
【図6】本発明のさらに他の実施形態に係る構成を示す
図である。
【図7】本発明のさらに他の実施形態に係る構成を示す
図である。
【図8】従来のデバッグ装置の一部構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 メモリ 2,2R,2W,2B,2HW,2FW,2-1,2-2
アクセスカウンタ 3 読み出しポート 4,5 マッピングレジスタ 6 オーバーフロービット 7 キャッシュメモリ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被デバッグプログラムが実行された時
    に、前記被デバッグプログラムの実行によってアクセス
    されるメモリ回路における任意のアドレスのアクセス回
    数をカウントするアクセスカウンタ群と、 前記アクセスカウンタ群をリセットするリセット手段
    と、 前記アクセスカウンタ群をイネーブル状態に設定するス
    タート手段と、 前記アクセスカウンタ群のカウント値を読み出す読み出
    し手段とを有することを特徴とするデバッグ装置。
  2. 【請求項2】 前記アクセスカウンタ群は、そのアクセ
    スカウンタが前記メモリ回路の全アドレスに一対一に対
    応して設けられてなることを特徴とする請求項1記載の
    デバッグ装置。
  3. 【請求項3】 前記アクセスカウンタ群を前記メモリ回
    路の任意のアドレスに割り付けるマッピング手段を有す
    ることを特徴とする請求項1記載のデバッグ装置。
  4. 【請求項4】 前記アクセスカウンタ群は、それぞれの
    アクセスカウンタが前記メモリ回路の単位アドレスに対
    して読み出し動作の頻度をカウントするカウンタと、書
    き込み動作の頻度をカウントするカウンタとで構成され
    てなることを特徴とする請求項1,2又は3記載のデバ
    ッグ装置。
  5. 【請求項5】 前記アクセスカウンタ群は、前記メモリ
    回路のアクセス幅毎に設けられてなることを特徴とする
    請求項1,2,3又は4記載のデバッグ装置。
  6. 【請求項6】 前記アクセスカウンタ群のそれぞれのア
    クセスカウンタのオーバーフローを検出、通知する手段
    を備えたことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5
    記載のデバッグ装置。
  7. 【請求項7】 前記アクセスカウンタ群は、階層的に構
    築された前記メモリ回路の各階層のメモリ回路に設けら
    れてなることを特徴とする請求項1,2,3,4,5又
    は6記載のデバッグ装置。
  8. 【請求項8】 前記アクセスカウンタ群は、最大カウン
    ト値が異なる複数のカウンタを備えてなることを特徴と
    する請求項1,2,3,4,5,6又は7記載のデバッ
    グ装置。
  9. 【請求項9】 被デバッグプログラムが実行される前
    に、前記被デバッグプログラムの実行によってアクセス
    されるメモリ回路における任意のアドレスのアクセス頻
    度のカウント値をリセットし、 前記メモリ回路におけるアクセス頻度のカウント動作を
    開始可能状態に設定し、 前記被デバッグプログラムが実行された時に、前記被デ
    バッグプログラムの実行によってアクセスされる前記メ
    モリ回路における任意のアドレスのアクセス頻度をカウ
    ントし、 カウントされたアクセス頻度のカウント値を読み出すこ
    とを特徴とするデバッグ方法。
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