JP2001331344A - 組み込みシステムの障害情報トレーサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムプログラムの履歴情報により障害発
生の経緯を知らせ、障害原因の解析がスムーズに行える
組み込みシステムの障害情報トレーサ装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る障害情報トレーサ装置１０
０の試験装置１は、実行形式のプログラム１１、履歴情
報を編成する実行履歴収集部１２、履歴情報を記憶させ
るトレースメモリ１３、その記憶内容を被試験装置２に
ダンプさせるデバッグモニタ１４から構成した。また、
被試験装置２は、履歴情報を導入するデバッガソフト２
１、履歴情報がファイルされたトレースメモリダンプ結
果ファイル２２、プログラム１１のソースファイル群２
３、障害解析のための該当箇所を出力するトレース情報
解析プログラム２４から構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象の装置に
組み込まれるプログラムシステムを開発するにあたり、
この組み込みシステムの実行状況をモニターしながら、
プログラムに生じた障害を解析するための組み込みシス
テムの障害情報トレーサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子計算機の主メモリ上には、
その常駐領域内にオペレーティングシステム（以下、省
略してＯＳという）がインストールされている。また、
マイクロプロセッサなどを搭載した各種の制御機器にも
それぞれに専用の制御プログラムが組み込まれる。この
ような制御システムを開発する場合には、システムプロ
グラム上のアルゴリズムを実行状態で試験することが重
要である。そのため従来より、制御対象とする装置に組
み込まれたプログラムのデバッグ装置が種々提案されて
いる。

【０００３】たとえば、プログラムの暴走箇所を特定す
るための「デバッグ処理方法ならびにデバッグ処理装
置」が特開平１１−１８４７２８号公報に開示されてい
る。この第一従来例のデバッグ処理装置では、デバッグ
操作に関するコマンド群を履歴情報として実行順に格納
しておく。そして、プログラムに障害が発生すると、デ
バッグを行う者がデバッガによりプログラムを初期状態
にリセットさせるとともに、障害が発生したステップよ
り手前までの十分に短い区間に限ってコマンド群を実行
させる。

【０００４】このようにコマンド群の実行区間を適当に
選択し、部分的なプログラムを繰り返し正常に走行させ
ながら、前述したリセット操作の一つ手前のステップま
でプログラムを進めて障害ステップの番号を特定する。
そして、この番号の直前までデバッガにより各コマンド
を順に実行させる。このため、障害発生時に実行された
コマンドが特定できるとともに、プログラムが正常に走
行していた障害の発生直前の状態を再現することができ
る。

【０００５】また、このような障害直前までのデバッグ
操作を再現させる方法の他にも、プログラムの走行中に
障害が発生すると、その障害ステップに対応する該当位
置をソースファイル上で特定する方法がある。この第二
従来例の方法によれば、ソースファイルの位置に関する
履歴情報を出力できる。このため、プログラムのデバッ
グを行う者が、直接にソースファイル上のプログラムの
実行位置を特定でき、第一従来例よりも分かり易く障害
を追跡することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来例を用いて、組み込みシステムを開発する場合に
生じる障害の原因を探索しようとすると、次のような問
題がある。まず、第一従来例による、実行すべきプログ
ラムの走行に伴い、そのデバッグ操作に関するコマンド
群の履歴情報を蓄えておく方法では、障害が発生する直
前までのシステムの動作状態を再現させるにとどまり、
障害発生に至るプログラムの経緯まで特定することがで
きない。

【０００７】また、第二従来例による、プログラムの走
行中に障害が発生すると、これに対応したソースファイ
ルの該当位置に関する履歴情報を出力する方法では、障
害発生時におけるプログラムの実行位置が同じであって
も、システム開発に伴ってソースファイルを改版するた
びに履歴情報が変わってしまう。このため、デバッグを
行う者が履歴情報の変化に惑わされて障害原因の解析に
余計な時間を費やすという問題がある。したがって、こ
れらの問題点を総合的に解決することが重要な技術上の
課題であった。

【０００８】本発明の目的は、組み込みシステムの開発
にあたり、システムプログラムの実行に伴う履歴情報に
基づいて、障害の発生時におけるプログラムの実行状況
を再現できるとともに、デバッグを行う試験者に対して
障害発生の経緯に関する情報を知らせ、かつデバッグの
進展によるプログラムの変更にかかわらず、スムーズに
障害原因の解析が行える組み込みシステムの障害情報ト
レーサ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る組み込みシステムの障害情報トレーサ
装置は、デバッグの対象となるプログラムが組み込まれ
た試験装置と、この試験装置上でデバッグ対象のプログ
ラムが走行する経過をモニターしながら障害要因が解析
される被試験装置とからなる組み込みシステムの障害情
報トレーサ装置において、試験装置内に、デバッグ対象
のプログラムによる履歴情報が編成される実行履歴収集
部を有するとともに、被試験装置内に、前記実行履歴収
集部から送出された履歴情報に基づいて、デバッグ対象
プログラムのソースファイル群から障害の発生時に解析
情報を取得するトレース情報解析プログラムを有する構
成としてある。

【００１０】この組み込みシステムの障害情報トレーサ
装置では、デバッグ対象のプログラムを試験装置上で走
行させると、その走行経過が実行履歴収集部により履歴
情報に編成される。何らかの障害がプログラムの走行中
に発生すると、このとき編成してあった履歴情報が試験
装置から被試験装置に送出されてトレース情報解析プロ
グラムによりモニターされる。そして、履歴情報のモニ
ター結果から、該当するソースプログラムが特定される
とともに、特定のソースプログラムから該当箇所の解析
情報が取得されてデバッグ対象のプログラムの走行経過
とともに示される。

【００１１】本発明の請求項２に係る組み込みシステム
の障害情報トレーサ装置は、試験装置が、実行履歴収集
部による履歴情報出力用のメモリエリアを有する構成と
してある。これによれば、デバッグ対象のプログラムを
走行させながら、障害発生までの走行経過が履歴情報と
してメモリエリアに保有される。

【００１２】本発明の請求項３に係る組み込みシステム
の障害情報トレーサ装置は、試験装置が、被試験装置に
対する履歴情報の転送のためのデバッグモニタを有する
構成としてある。これによれば、履歴情報が障害の発生
に伴って被試験装置に転送される。

【００１３】本発明の請求項４に係る組み込みシステム
の障害情報トレーサ装置は、被試験装置が、試験装置か
らの履歴情報によるトレースメモリダンプ結果ファイル
を有する構成としてある。これによれば、障害発生時の
履歴情報を保有したままソースファイル群の操作が行わ
れる。

【００１４】本発明の請求項５に係る組み込みシステム
の障害情報トレーサ装置は、被試験装置が、試験装置に
よる履歴情報の取得可能なデバッガソフトを有する構成
としてある。これによれば、障害の解析に必要な履歴情
報が試験装置から取得される。

【００１５】本発明の請求項６に係る組み込みシステム
の障害情報トレーサ装置は、ソースファイルが、実行履
歴収集部の起動処理と、デバッグ対象のプログラムの実
行経緯に関するコメントとを任意のブレークポイントに
有する構成としてある。これによれば、障害の発生に伴
って実行経緯が取得される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に適した実施の形態
の一例を添付図面に基づいて説明する。図１、２は、本
発明の一実施形態に係る組み込みシステムの障害情報ト
レーサ装置を説明する図であり、図１に、この実施形態
の一構成例が、また、図２に、その障害解析の一処理例
のフローチャートが図示されている。

【００１７】図１を参照すると、本構成例による組み込
みシステムの障害情報トレーサ装置１００は、デバッグ
の対象となるプログラム（以下、単にプログラムとい
う）１１を組み込んで実行させる試験装置１と、この試
験装置１上のプログラム１１のソースファイル群２３を
収納しておくとともに、プログラム１１の実行経過をモ
ニターさせながらプログラム１１の障害状況を検出する
被試験装置２とからなっている。

【００１８】この試験装置１から被試験装置２に対し、
相互間の通信機能を介してプログラム１１の実行状況が
通信される。また、被試験装置２には、検出した障害状
況を表示させるための装置としてディスプレィを併設し
てある。これらにより被試験装置２では、ソースファイ
ル群２３が試験者によるプログラム１１のデバッグに伴
って適切に管理されるとともに、プログラム１１の走行
経過から障害原因が解析される。

【００１９】試験装置１は、シミュレーション環境下に
実装された実行形式のプログラム１１、このプログラム
１１の走行に伴って履歴情報を編成する実行履歴収集部
１２、この実行履歴収集部１２による履歴情報を記憶さ
せておくメモリエリアであるトレースメモリ１３、被試
験装置２と相互に通信を行いながらトレースメモリ１３
の記憶内容を被試験装置２にダンプさせるデバッグモニ
タ１４を備えている。

【００２０】トレースメモリ１３は、編成した履歴情報
がセーブできる十分な記憶容量のメモリエリアを設定し
たものである。このため、予め障害原因の解析に必要な
履歴情報の情報量を推定しておくことが望ましい。ま
た、サイクリックなメモリアドレスを割り付けておけ
ば、実行履歴収集部１２のアドレス指定により効率的な
上書きが可能になる。

【００２１】被試験装置２は、前述したデバッグモニタ
１４を介して履歴情報を被試験装置２に導入させるデバ
ッガソフト２１、このデバッガソフト２１による履歴情
報がファイルされたトレースメモリダンプ結果ファイル
２２、試験装置１上で実行されるプログラム１１のソー
スファイル群２３、トレースメモリダンプ結果ファイル
２２を参照しながらソースファイル群２３から該当箇所
を出力するトレース情報解析プログラム２４を備えてい
る。

【００２２】次に、本実施形態による障害解析の一処理
例をフローチャートに基づいて説明する。前提として、
試験装置１上でプログラム１１を実行させるにあたり、
プログラム１１の実行状況が確認し易い一つまたは複数
のブレークポイントを特定する。そして、それぞれのブ
レークポイントを実行履歴収集部１２に設定するととも
に、各ブレークポイントと逐一に対応させて、障害検出
時の解析処理に対する的確なコメントをそれぞれ一致し
た箇所に記述する。併せて、この解析処理で参照したい
データを指定しておく。

【００２３】具体的には、たとえば、システム記述言語
としてのＣ言語を用いてソースファイル群２３を編成し
た場合であれば、このような処理を次の一例のように記
述することができる。また、好ましくは、この処理をデ
バッグに適した複数の要所に記述しておいてもよい。 /* コメント */ Dump（ファイルID, LINE ,収集データ．．．）；

【００２４】この場合、「コメント」は、収集した履歴
情報の説明その他の実行経緯に関する記述であり、たと
えばプログラム１１の走行経路を示した情報が記述され
る。また、「Dump」は、実行履歴収集部１２を起動させ
るダンプ関数、「ファイルID」は、ソースファイル群２
３の特定のファイルを指定するための識別番号である。
「 LINE 」は、ANSI規格によって定義されるシンボル名
であり、コンパイルの際にプリプロセッサにより特定の
行番号に変換される。「収集データ」は、履歴情報とし
てトレースメモリ１３に記憶させておくデータである。

【００２５】一般に、Ｃ言語は、小型コンピュータの操
作系ＵＮＩＸ（登録商標）でのプログラムの移植性の高
さで知られている。しかし、前述した従来例によってプ
ログラム１１の障害解析を行う場合には、試験者がソー
スファイル群２３の特定の行番号を意識している必要が
ある。これに対して、本実施形態では、「ファイルID」
により特定のソースファイルが自動的に選択され、ま
た、「 LINE 」が特定の行番号に変換されるため、これ
らを試験者が特に意識する必要はなくなる。

【００２６】以上の前準備を行ってから、シミュレーシ
ョン環境を設定した試験装置１上でプログラム１１を走
行させる。図２を併せて参照すると、プログラム１１の
走行に伴って（ステップＡ１）、前述したブレークポイ
ントでダンプ関数に相当する処理が実行される。そして
実行履歴収集部１２がコールされ、そのときの実行状態
に関する履歴情報が出力されてトレースメモリ１３上に
セーブされる（ステップＡ２）。

【００２７】このとき実行履歴収集部１２によって、ソ
ースファイル群２３を指定するための特定の「ファイル
ID」と、そのソースファイル中の特定の行番号とをトレ
ースメモリ１３に出力する。また、そのときに参照した
い任意のデータも併せて出力される。これによってトレ
ースメモリ１３の所定のメモリエリア内に、最新のブレ
ークポイントの履歴情報が上書きされ、または複数のブ
レークポイントについて履歴情報が編成される。

【００２８】このように、各ブレークポイントで実行履
歴収集部１２が起動するとともに、プログラム１１の走
行に伴って、それぞれの実行ステップに障害が発生した
か否かをデバッグモニタ１４で判定する（ステップＡ
３）。その結果、障害の発生が確認できると、その障害
状態を復旧させるために試験装置１に対して走行状態の
初期化などが行われる。また、障害が発生していなけれ
ば、ステップＡ１に戻ってプログラム１１の正常な走行
を続ける。

【００２９】さらに、プログラム１１に障害が発生する
と、その旨が試験装置１のデバッグモニタ１４に報告さ
れる。デバッグモニタ１４は、被試験装置２のデバッガ
ソフト２１と通信しながらトレースメモリ１３が記憶し
ておいた履歴情報を被試験装置２に転送する。そして、
デバッガソフト２１により、この履歴情報が被試験装置
２に導入されてトレースメモリダンプ結果ファイル２２
として編成される（ステップＡ４）。

【００３０】被試験装置２では、このトレースメモリダ
ンプ結果ファイル２２をトレース情報解析プログラム２
４に取得させる。そして、その履歴情報の「ファイルI
D」によりファイル群２３がアクセスされ、特定のソー
スファイルが選択されて参照され、また、このソースフ
ァイルの該当箇所が履歴情報の行番号によって特定され
る。これにより、実行履歴収集部１２に記述されたソー
スファイルのコメントとともに履歴情報の収集データを
ディスプレイ３に出力する（ステップＡ５）。

【００３１】したがって、このディスプレイ３に表示さ
れたコメントから、プログラム１１のデバッグを行う試
験者が、そのときまでのプログラム１１の走行経路を認
識しながら障害発生に至る実行経緯を直ちに把握でき
る。また、収集データなどからプログラム１１の該当箇
所と、シミュレーション環境下での走行状態を確認でき
るため、プログラム１１の実行状況も併せて確認しなが
ら障害解析を進めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明の組
み込みシステムの障害情報トレーサ装置によれば、プロ
グラムの実行経緯などのコメントが、障害発生時のプロ
グラムの走行状態とともに試験者に示される。このた
め、プログラムの開発者が必要な情報のみを、開発者が
意図した形式でディスプレイなどに表示できるととも
に、障害に至った経緯を容易に把握することができる。

【００３３】また、開発過程でのソースファイルがその
ままトレース情報解析プログラムの入力ファイルとして
用いられる。このため、デバッグまたは機能追加に伴っ
てソースファイルが改版されても、履歴情報の出力形式
までが変化しないとともに試験者が障害発生時に該当箇
所を探しまわることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る組み込みシステムの
障害情報トレーサ装置を説明する図であり、この実施形
態の一構成例が図示されている。

【図２】図１に示す実施形態の一構成例による障害解析
の一例が図示されたフローチャートである。

【符号の説明】

１ 試験装置 ２ 被試験装置 ３ ディスプレイ １１ プログラム（デバッグ対象のプログラム） １２ 実行履歴収集部 １３ トレースメモリ １４ デバッグモニタ ２１ デバッガソフト ２２ トレースメモリダンプ結果ファイル ２３ ソースファイル ２４ トレース情報解析プログラム １００ 組み込みシステムの障害情報トレーサ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 武 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5B042 GA02 GA21 HH25 HH30 LA02 MA08 MA17 MC07 MC12 NN04 NN10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デバッグの対象となるプログラムが組み
   込まれた試験装置と、この試験装置上でデバッグ対象の
   プログラムが走行する経過をモニターしながら障害要因
   が解析される被試験装置とからなる組み込みシステムの
   障害情報トレーサ装置において、 前記試験装置内に、デバッグ対象のプログラムによる履
   歴情報が編成される実行履歴収集部を有するとともに、 前記被試験装置内に、前記実行履歴収集部から送出され
   た履歴情報に基づいて、デバッグ対象プログラムのソー
   スファイルから障害の発生時に解析情報を取得するトレ
   ース情報解析プログラムを有していることを特徴とする
   組み込みシステムの障害情報トレーサ装置。
2. 【請求項２】 前記試験装置が、 実行履歴収集部による履歴情報出力用のメモリエリアを
   有することを特徴とする請求項１記載の組み込みシステ
   ムの障害情報トレーサ装置。
3. 【請求項３】 前記試験装置が、 被試験装置に対する履歴情報の転送のためのデバッグモ
   ニタを有することを特徴とする請求項１又は２記載の組
   み込みシステムの障害情報トレーサ装置。
4. 【請求項４】 前記被試験装置が、 試験装置からの履歴情報によるトレースメモリダンプ結
   果ファイルを有することを特徴とする請求項１，２又は
   ３記載の組み込みシステムの障害情報トレーサ装置。
5. 【請求項５】 前記被試験装置が、 試験装置からの履歴情報が取得されるためのデバッガソ
   フトを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の組み込みシステムの障害情報トレーサ装置。
6. 【請求項６】 前記被試験装置内のソースファイルが、 実行履歴収集部の起動処理と、デバッグ対象のプログラ
   ムの実行経緯に関するコメントとを任意のブレークポイ
   ントに有していることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の組み込みシステムの障害情報トレーサ装
   置。