JP2007241431A - Trace data recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プログラムの開発およびデバッグに使用するインサーキットエミュレータおよびデバッグシステムに関し、特に、トレースデータ記録装置に関する。 The present invention relates to an in-circuit emulator and a debugging system used for program development and debugging, and more particularly to a trace data recording apparatus.
各種システム装置のための組み込み型プログラムの開発においては、プロセッサの動作状況をトレースメモリに取り込み、トレースメモリの内容を解析してデバッグを行う、という手法が一般的に取られている。 In the development of embedded programs for various system devices, a technique is generally taken in which the operation status of a processor is taken into a trace memory, and the contents of the trace memory are analyzed and debugged.
近年、プロセッサの動作速度の高速化が著しい。そのため、プロセッサ内部のトレースバスを外部に引き出してデバックの解析を行うことが、事実上不可能になっている。そこで、プロセッサの動作につき、リアルタイムトレースを行なおうとする場合には、プロセッサ内部にトレースメモリを搭載する必要がある。 In recent years, the operating speed of processors has been significantly increased. For this reason, it is virtually impossible to analyze the debug by drawing the trace bus inside the processor to the outside. Therefore, in order to perform a real-time trace for the operation of the processor, it is necessary to mount a trace memory inside the processor.
しかし、トレースメモリのサイズはコストに大きく影響するため、メモリサイズにも事実上制約がある。そのため、トレースメモリを有効に利用することが課題となっている。 However, since the size of the trace memory greatly affects the cost, the memory size is also practically limited. Therefore, it is a problem to use the trace memory effectively.
トレースメモリの利用時にトレースメモリへの書込みデータ量を少なくする方法として一般的に用いられているものは、次のような方法である。
(1)まず、プログラムが連続したアドレスで実行されている間はトレースメモリへのデータの取り込みを行わない。
(2)分岐命令のサイクルのときのみ、トレースメモリにデータを取り込む。
The following method is generally used as a method for reducing the amount of data written to the trace memory when the trace memory is used.
(1) First, data is not taken into the trace memory while the program is executed at consecutive addresses.
(2) Data is taken into the trace memory only in the cycle of the branch instruction.
上記方法によれば、メモリの使用量は抑えられる。この方法では、トレースメモリへの書き込みの時間間隔がランダムになるため、タイムスタンプの記録が必要になる。タイムスタンプを記録することについては、通常メモリのビット幅を広げることで対応する。 According to the above method, the amount of memory used can be suppressed. In this method, since the time interval for writing to the trace memory is random, it is necessary to record a time stamp. Recording time stamps is usually handled by increasing the bit width of the memory.
このように、バス情報とタイムスタンプをトレースメモリに書き込むことになる。ここで、オーバーフローの頻発を回避するためには、タイムスタンプにはバス情報と同程度のビット幅が必要である。しかし、そうすると、トレースメモリとして取り込めるフレーム数が半減してしまう。 Thus, the bus information and time stamp are written in the trace memory. Here, in order to avoid frequent occurrence of overflow, the time stamp needs to have the same bit width as the bus information. However, this will halve the number of frames that can be captured as a trace memory.
なお、特許文献1に開示される発明は、プログラムトレースデータ記録方式およびトレースメモリに関するものであり、特許文献2は、情報処理システムのトレース情報記録装置に関するものである。いずれの発明でも、常にタイムスタンプの差分がトレースデータとともにトレースメモリに記録されている。
本発明は、トレースメモリのビット幅を抑え、最小限の情報量でタイムスタンプを管理し、トレースメモリを有効に活用するトレースデータ記録装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a trace data recording apparatus that suppresses the bit width of a trace memory, manages a time stamp with a minimum amount of information, and effectively uses the trace memory.
本発明は、上記の目的を達成するためになされたものである。本発明に係る請求項1に記載のトレースデータ記録装置は、
CPUがプログラムフェッチ又はデータ読み書きを行う時のCPUステータス、アドレスバス、及びデータバスを含むバス情報と、プログラム実行開始からCPUクロックに同期してサイクル数をカウントするリアルタイムカウンタのカウント値とを、所定のサイクル時にトレースメモリに書き込むトレースデータ記録装置において、
バス情報をトレースメモリに書き込むサイクルを判定する書き込みサイクル判定手段と、
バス情報をトレースメモリに書き込んだサイクルからの経過サイクルをカウントするnビットカウンタと、
トレースメモリにリアルタイムカウンタの値を書き込むか、バス情報とnビットカウンタの値を書き込むかを制御し、トレースメモリの各アドレスに記録される情報がリアルタイムカウンタからの値か、バス情報かを識別する情報識別フラグをトレースメモリに書き込むトレース情報書き込み手段とを備え、
トレース情報書き込み手段は、nビットカウンタでカウントアップした状態になれば、リアルタイムカウンタの値をトレースメモリに更新し続け、
サイクル判定手段がバス情報をトレースメモリに書き込むサイクルであると判定すれば、トレースメモリの書き込みアドレスをインクリメントして、バス情報とnビットカウンタの値を書き込み、nビットカウンタをリセットしてnビットカウンタのカウントを開始することを特徴とする。
The present invention has been made to achieve the above object. The trace data recording apparatus according to
CPU status when CPU fetches or reads / writes data, bus information including address bus and data bus, and count value of real-time counter that counts the number of cycles in synchronization with CPU clock from the start of program execution In the trace data recording device that writes to the trace memory during the cycle of
A write cycle determination means for determining a cycle for writing bus information to the trace memory;
An n-bit counter that counts elapsed cycles from the cycle in which the bus information is written to the trace memory;
Controls whether the real-time counter value is written to the trace memory or the bus information and the n-bit counter value, and identifies whether the information recorded in each address of the trace memory is the value from the real-time counter or the bus information Trace information writing means for writing an information identification flag to the trace memory,
The trace information writing means continues to update the value of the real-time counter to the trace memory when the n-bit counter counts up.
If the cycle determination means determines that the cycle is to write the bus information to the trace memory, the trace memory write address is incremented, the bus information and the n-bit counter value are written, the n-bit counter is reset, and the n-bit counter is reset. It is characterized by starting the count.
本発明に係る請求項2に記載のトレースデータ記録装置は、
リアルタイムカウンタのクロックと、CPUの動作クロックが非同期であり、若しくは周波数が異なっており、
nビットカウンタがカウントアップした状態になるまでの時間が、リアルタイムカウンタの下位mビットがカウントアップした状態になるまでの時間よりも、短くなるように設定され、
トレース情報書き込み手段が、バス情報を書き込むときに、バス情報とリアルタイムカウンタの下位mビットをトレースメモリに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のトレースデータ記録装置である。
The trace data recording device according to claim 2 according to the present invention,
The real-time counter clock and CPU operating clock are asynchronous or have different frequencies.
The time until the n-bit counter is counted up is set to be shorter than the time until the lower m bits of the real-time counter are counted up,
2. The trace data recording apparatus according to
本発明に係る請求項3に記載のトレースデータ記録装置は、
トレースメモリにバス情報が書き込まれた直後のリアルタイムカウンタの値を記憶して、リアルタイムカウンタが周回するのを監視するリアルタイムカウンタ監視手段を更に含み、
リアルタイムカウンタ監視手段は、トレースメモリにバス情報が書き込まれた直後のリアルタイムカウンタの値を記憶したときから、リアルタイムカウンタが一周したことを検出すると、トレース情報書き込み手段にその旨を通知し、
トレース情報書き込み手段は、リアルタイムカウンタが一周した旨の上記の通知を受けると、トレースメモリへの書き込みアドレスをインクリメントしリアルタイムカウンタの値をトレースメモリに書き込むことを特徴とする請求項1又は2に記載のトレースデータ記録装置である。
The trace data recording device according to claim 3 according to the present invention,
Real-time counter monitoring means for storing the value of the real-time counter immediately after the bus information is written in the trace memory and monitoring the rotation of the real-time counter is further included.
When the real-time counter monitoring means detects that the real-time counter has made a full turn since storing the value of the real-time counter immediately after the bus information is written in the trace memory, it notifies the trace information writing means to that effect,
3. The trace information writing means increments the write address to the trace memory and writes the value of the real-time counter to the trace memory when receiving the notification that the real-time counter has made a round. This is a trace data recording device.
本発明を利用することにより、トレースデータ記録装置において、トレースメモリのビット幅を抑え、最小限の情報量でタイムスタンプを管理し、トレースメモリを有効に活用できる。 By using the present invention, in the trace data recording apparatus, the bit width of the trace memory can be suppressed, the time stamp can be managed with the minimum amount of information, and the trace memory can be effectively utilized.
以下、図面を参照して本発明に係る好適な実施形態を説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to the invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置は、概略、トレースメモリへの前回の書き込みから一定時間以内であれば、バス情報とタイムスタンプの差分(nビット)データとをトレースメモリに書き込み、一定時間以上経過したのであれば、次のトレース情報の書き込みまでタイムスタンプを全ビットトレースメモリに書き込む、というものである。
[First Embodiment]
The trace data recording apparatus according to the first embodiment of the present invention generally includes bus information and time stamp difference (n-bit) data in the trace memory within a certain time from the previous write to the trace memory. If a certain time has elapsed after writing, the time stamp is written in all bit trace memories until the next trace information is written.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置を構成するトレースメモリの記録状況を示す模式図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置を構成するトレース情報書き込み手段12の動作のフローチャートである。 FIG. 1 shows a trace data recording apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a recording state of the trace memory constituting the trace data recording apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart of the operation of the trace information writing means 12 constituting the trace data recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すトレースデータ記録装置を構成するエバリュエーションチップ2のCPU2Aは、システムクロックによって動作し、ステータス(54)、アドレスバス(52)、データバス(50)などのバス情報がトレースデータとなる。
The
リアルタイムカウンタ4は、CPU2Aのプログラム実行開始と同時にカウントを開始する。書き込みサイクル判定手段8は、バス情報を監視し、分岐命令などのプログラムフェッチやリード/ライト・サイクルなどのトレースメモリ6に書き込むべきトレースデータを検出すると、トレース情報書き込み手段12に対してトレースデータ書き込みを要求する。
The real-
トレース情報書き込み手段12は、プログラムが実行開始すると、nビットカウンタ10を“カウントアップした状態”にし(図3・S02)、リアルタイムカウンタ4の値をトレースメモリ6の先頭アドレスに繰り返し書き込む(図3・S04、S06、S08・NO)。
When the program starts to be executed, the trace information writing means 12 sets the n-
書き込みサイクル判定手段8からトレースデータ書き込み要求があると(図3・S08・YES)、トレース情報書き込み手段12は、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”とされていることから、トレースメモリ6への書き込みアドレスをインクリメントして(図3・S10)、バス情報とnビットカウンタ10の値とをトレースメモリ6に書き込み(図3・S12)、nビットカウンタ10のカウントを開始する(図3・S14)。
When there is a trace data write request from the write cycle determining means 8 (FIG. 3, S08, YES), the trace information writing means 12 indicates that the n-
トレース情報書き込み手段12は、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”になるまでは、リアルタイムカウンタ4の値のトレースメモリ6への書き込みを停止し(図3・S16・NO、S18・NO)、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”となること、若しくは書き込みサイクル判定手段8からの書き込み要求の発生を待つ。
The trace information writing means 12 stops the writing of the value of the real-
以降、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”になる前に(図3・S16・NO)、書き込みサイクル判定手段8からの書き込み要求があれば(図3・S18・YES)、上記動作(S10、S12、S14)を繰り返す。即ち、トレース情報書き込み手段12は、トレースメモリ6への書き込みアドレスをインクリメントして(図3・S10)、バス情報とnビットカウンタ10の値とをトレースメモリ6に書き込み(図3・S12)、nビットカウンタ10をリセットして再びカウント開始する(図3・S14)。
Thereafter, if there is a write request from the write cycle determining means 8 (FIG. 3, S18, YES) before the n-
書き込みサイクル判定手段8からの書き込み要求が来る前にnビットカウンタ10が“カウントアップした状態”になると(図3・S16・YES)、トレース情報書き込み手段12は、トレースメモリ6への書き込みアドレスをインクリメントし(図3・S20)、リアルタイムカウンタ4の値を書き込み続ける(図3・S06、S08・NO)。
When the n-
図2では、本発明の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置を構成するトレースメモリ6の記録状況、即ち、トレースメモリ6上のデータ構造が示される。情報識別フラグは、データ内容がリアルタイムカウンタ4(の値)のときは“0”であり、データ内容がバス情報及びnビットカウンタ10(の値)のときは“1”である。情報識別フラグの設定は、トレース情報書き込み手段12が行う。
FIG. 2 shows a recording state of the
第1の実施形態では、リアルタイムカウンタ4、及びnビットカウンタ10は、CPU1Aと同じシステムクロックで動作している。このため、図1ではそれらに関する記述を省略している。
In the first embodiment, the real-
また、第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置では、デバッグ制御手段16がトレースデータ読み出し手段14を制御することにより、トレースメモリ6に記録されたトレースデータが読み出され、通信手段20を経由してホストコンピュータ22上のトレースデータ復元手段26に展開されている。ここで、トレースデータは、トレースメモリ6からシリアルもしくはパラレルの専用出力手段を用いて外部に出力されてもよい。
In the trace data recording apparatus according to the first embodiment, the
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置は、概略、CPUのクロックとタイムスタンプのクロックとが異なる場合でも、矛盾無く経過時間を算出でき、且つ、トレースメモリ6に記録するタイムスタンプのためのビット幅を増やすことなく、トレースデータを記録できるようにするものである。
[Second Embodiment]
In general, the trace data recording apparatus according to the second embodiment of the present invention can calculate the elapsed time without contradiction even when the clock of the CPU and the clock of the time stamp are different, and the time stamp recorded in the
つまり、上述の第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置と異なり、リアルタイムカウンタ4によるタイムスタンプのクロック(第2のクロック発生手段42)が、CPUのシステムクロック(第1のクロック発生手段40)と異なる場合には、経過時間の算出結果に誤差を含み得ることになる。nビットカウンタ10のクロックとしてリアルタイムカウンタ4のクロックを使用することも可能であるが、CPUクロックよりもリアルタイムカウンタ4のクロックが速い場合には、nビットカウンタ10のカウントアップ時間が短くなり、結果としてトレースメモリ6に取り込まれるデータのビット幅が、増やされなければならないことになる。
That is, unlike the trace data recording apparatus according to the first embodiment described above, the time stamp clock (second clock generating means 42) by the
そこで、本発明の第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置では、リアルタイムカウンタ4の下位ビット(下位mビット)を、バス情報と共に書き込む差分データとして利用する。図4は、本発明の第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置の一部である。図5は、本発明の第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置を構成するトレースメモリ6の記録状況を示す模式図である。第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置は、第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置と略同様のものである。従って、図4では両者の差異を中心に示している。
Therefore, in the trace data recording apparatus according to the second embodiment of the present invention, the lower bits (lower m bits) of the real-
図4に示すnビットカウンタ10では、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”になるまでの時間が、リアルタイムカウンタ4の下位mビットが“カウントアップした状態”になるまでの時間よりも、やや短くなるように、設定する。図5に示すように、トレース情報書き込み手段12は、書き込みサイクル判定手段8から書き込み要求があると(図3・S08、S18参照)、バス情報とリアルタイムカウンタ4の下位mビットとをトレースメモリ6に書き込み(同・S12参照)、nビットカウンタ10のカウントを開始する(同・S14参照)。以降のトレース情報書き込み手段12の動作は、第1の実施形態と同様である。トレースメモリ6のデータ構造の全体は図5のようになり、バス情報の場合にはリアルタイムカウンタ4の下位mビットの値が書き込まれている。このことにより、経過時間の計算が可能となる。
In the n-
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係るトレースデータ記録装置は、概略、タイムスタンプのカウンタのビット幅を越える時間の記録をできるようにするものである。つまり、第1及び第2の実施形態に係るトレースデータ記録装置では、タイムスタンプの計測に使用しているカウンタ(リアルタイムカウンタ4)の備えるビット数で計測できる範囲には制限があり、カウンタがオーバーフローした後には経過時間を算出できない。
[Third Embodiment]
The trace data recording apparatus according to the third embodiment of the present invention generally enables recording for a time exceeding the bit width of the time stamp counter. In other words, in the trace data recording apparatus according to the first and second embodiments, the range that can be measured by the number of bits included in the counter (real-time counter 4) used for time stamp measurement is limited, and the counter overflows. After that, the elapsed time cannot be calculated.
そこで、本発明の第3の実施形態に係るトレースデータ記録装置では、リアルタイム監視手段18を設ける。図6は、本発明の第3の実施形態に係るトレースデータ記録装置の一部である。図7は、本発明の第3の実施形態に係るトレースデータ記録装置を構成するトレースメモリの記録状況を示す模式図である。第3の実施形態に係るトレースデータ記録装置も、第1の実施形態に係るトレースデータ記録装置と略同様のものである。従って、図6では両者の差異を中心に示している。 Therefore, in the trace data recording apparatus according to the third embodiment of the present invention, the real time monitoring means 18 is provided. FIG. 6 is a part of a trace data recording apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram showing a recording state of the trace memory constituting the trace data recording apparatus according to the third embodiment of the present invention. The trace data recording apparatus according to the third embodiment is substantially the same as the trace data recording apparatus according to the first embodiment. Therefore, FIG. 6 mainly shows the difference between the two.
上記の第1の実施形態で説明したように、トレース情報書き込み手段12は、書き込みサイクル判定手段8からの書き込み要求があると、トレースメモリ6にトレースデータを書き込んでnビットカウンタ10のカウントを開始し、nビットカウンタ10が“カウントアップした状態”になると、トレースメモリ6にリアルタイムカウンタ4の値を書き込み始める。このとき、リアルタイムカウンタ監視手段18は、トレースメモリ6に書き込み始めた時のカウント値を記憶し、リアルタイムカウンタ4で再びその値が登場するまでリアルタイムカウンタ4を監視する。即ち、リアルタイムカウンタ監視手段18は、リアルタイムカウンタ4の周回を監視する。
As described in the first embodiment, when there is a write request from the write
ここで、リアルタイムカウンタ監視手段18は、リアルタイムカウンタ4が一周したことを検出すると、トレース情報書き込み手段12にその旨を通知する。トレース情報書き込み手段12は、リアルタイムカウンタ4が一周した旨の通知を受けると、トレースメモリ6への書き込みアドレスをインクリメントし、更にリアルタイムカウンタ4の値をトレースメモリ6に書き込む。
Here, when the real-time counter monitoring means 18 detects that the real-
以上の動作により、トレースメモリ6に記録されたトレースデータにおいて、図7に示すようにリアルタイムカウンタ4の値が連続して書き込まれる箇所が発生し得る。このとき、情報識別フラグ“0”のデータが連続する箇所の連続する個数から“1”だけ引いた数が、そのときにリアルタイムカウンタ4が周回した回数を示すことになる。
As a result of the above operation, in the trace data recorded in the
2・・・エバリュエーションチップ、2A・・・CPU、4・・・リアルタイムカウンタ、6・・・トレースメモリ、10・・・nビットカウンタ、12・・・トレース情報書き込み手段、18・・・リアルタイムカウンタ監視手段。
2 ... evaluation chip, 2A ... CPU, 4 ... real time counter, 6 ... trace memory, 10 ... n bit counter, 12 ... trace information writing means, 18 ... real time Counter monitoring means.
Claims (3)
バス情報をトレースメモリに書き込むサイクルを判定する書き込みサイクル判定手段と、
バス情報をトレースメモリに書き込んだサイクルからの経過サイクルをカウントするnビットカウンタと、
トレースメモリにリアルタイムカウンタの値を書き込むか、バス情報とnビットカウンタの値を書き込むかを制御し、トレースメモリの各アドレスに記録される情報がリアルタイムカウンタからの値か、バス情報かを識別する情報識別フラグをトレースメモリに書き込むトレース情報書き込み手段とを備え、
トレース情報書き込み手段は、nビットカウンタでカウントアップした状態になれば、リアルタイムカウンタの値をトレースメモリに更新し続け、
サイクル判定手段がバス情報をトレースメモリに書き込むサイクルであると判定すれば、トレースメモリの書き込みアドレスをインクリメントして、バス情報とnビットカウンタの値を書き込み、nビットカウンタをリセットしてnビットカウンタのカウントを開始する
ことを特徴とするトレースデータ記録装置。 CPU status when CPU fetches or reads / writes data, bus information including address bus and data bus, and count value of real-time counter that counts the number of cycles in synchronization with CPU clock from the start of program execution In the trace data recording device that writes to the trace memory during the cycle of
A write cycle determination means for determining a cycle for writing bus information to the trace memory;
An n-bit counter that counts elapsed cycles from the cycle in which the bus information is written to the trace memory;
Controls whether the real-time counter value is written to the trace memory or the bus information and the n-bit counter value, and identifies whether the information recorded at each address of the trace memory is the value from the real-time counter or the bus information Trace information writing means for writing an information identification flag to the trace memory,
The trace information writing means continues to update the value of the real-time counter to the trace memory when the n-bit counter counts up.
If the cycle determination means determines that the cycle is to write the bus information to the trace memory, the trace memory write address is incremented, the bus information and the n-bit counter value are written, the n-bit counter is reset, and the n-bit counter is reset. The trace data recording device is characterized by starting counting.
nビットカウンタがカウントアップした状態になるまでの時間が、リアルタイムカウンタの下位mビットがカウントアップした状態になるまでの時間よりも、短くなるように設定され、
トレース情報書き込み手段が、バス情報を書き込むときに、バス情報とリアルタイムカウンタの下位mビットをトレースメモリに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のトレースデータ記録装置。 The real-time counter clock and CPU operating clock are asynchronous or have different frequencies.
The time until the n-bit counter is counted up is set to be shorter than the time until the lower m bits of the real-time counter are counted up,
2. The trace data recording apparatus according to claim 1, wherein the trace information writing means writes the bus information and the lower m bits of the real-time counter to the trace memory when writing the bus information.
リアルタイムカウンタ監視手段は、トレースメモリにバス情報が書き込まれた直後のリアルタイムカウンタの値を記憶したときから、リアルタイムカウンタが一周したことを検出すると、トレース情報書き込み手段にその旨を通知し、
トレース情報書き込み手段は、リアルタイムカウンタが一周した旨の上記の通知を受けると、トレースメモリへの書き込みアドレスをインクリメントしリアルタイムカウンタの値をトレースメモリに書き込むことを特徴とする請求項1又は2に記載のトレースデータ記録装置。
Real-time counter monitoring means for storing the value of the real-time counter immediately after the bus information is written in the trace memory and monitoring the rotation of the real-time counter is further included.
When the real-time counter monitoring means detects that the real-time counter has made a full turn since storing the value of the real-time counter immediately after the bus information is written in the trace memory, it notifies the trace information writing means to that effect,
3. The trace information writing means increments the write address to the trace memory and writes the value of the real-time counter to the trace memory when receiving the notification that the real-time counter has made a round. Trace data recording device.
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JP4806577B2 (en) | 2011-11-02 |
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