JP2749528B2 - エラー解析用のトレーサシステム - Google Patents

エラー解析用のトレーサシステム

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JP2749528B2 JP6233361A JP23336194A JP2749528B2 JP 2749528 B2 JP2749528 B2 JP 2749528B2 JP 6233361 A JP6233361 A JP 6233361A JP 23336194 A JP23336194 A JP 23336194A JP 2749528 B2 JP2749528 B2 JP 2749528B2
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  • Hardware Redundancy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、稼働中のリアルタイム
システムにおけるプログラムのエラー解析用のトレーサ
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】絶えず複雑化されていくリアルタイムシ
ステムたとえば交換システムの開発にともない、相応に
検査ならびにエラー解析を可能にしようとする要求が生
じてきている。このためすでに多数のエラー解析システ
ムが存在しており、それらのシステムによりこの種の複
雑なシステムにおけるエラー位置標定を軽減でき、それ
らを用いて広範囲にわたるエラー解析プロセスを実施し
記録することができる。この種の検査ならびにエラー解
析システムのための実例は、いわゆるトレーサシステム
である。
【０００３】この種のトレーサシステムの起動により、
リアルタイムシステム全体のリアルタイム特性に影響を
与える可能性がある。そのような影響は、トレーサシス
テムがプログラムシーケンス中で付加的な役割を果たさ
なければならないことから生じるものであって、リアル
タイム条件をもはや遵守できないような形で、ないしは
システムが過負荷状態になってしまうことで、リアルタ
イムシステムに負担をかける可能性がある。
【０００４】いわゆる過負荷問題はこれまで、リアルタ
イムシステム内部における過負荷防御システムにより制
限され、この防御システムによって、リアルタイムシス
テムがさらに受け取ろうとする申し込みの個数が制限さ
れ、これによりシステム全体のブレークダウンが回避さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、トレ
ーサシステムがリアルタイムシステムのリアルタイム特
性に対し悪影響を及ぼすおそれをなくすことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および利点】本発明によれ
ばこの課題は、監視手段が設けられており、該監視手段
は当該トレーサシステムに起因するリアルタイムシステ
ムのダイナミックな負荷を検出し、このダイナミックな
負荷が少なくとも１つの所定の閾値を超える場合には、
前記監視手段は当該トレーサシステムの作動を停止する
ことにより解決される。
【０００７】本発明によるトレーサシステムは、このト
レーサシステムに起因するリアルタイムシステムのダイ
ナミックな負荷を監視し、この監視に依存して自動的に
作動停止可能であることから、本発明によるトレーサシ
ステムの場合、リアルタイムシステムのリアルタイム特
性に対し悪影響を及ぼすおそれがなくなる。
【０００８】請求項２〜７には、本発明の別の実施形態
が記載されている。
【０００９】請求項２は、このトレーサシステムによる
リアルタイムシステムのダイナミックな負荷の測定の実
施形態に関する。
【００１０】請求項３に記載の別の実施形態によって実
現されているのは、トレーサシステムに起因するダイナ
ミックな負荷が１つまたは複数の所定の閾値を超えてい
なくても、トレーサシステムは過負荷時に自動的に作動
停止可能なことである。
【００１１】請求項４に記載の本発明の別の実施形態に
よって実現されているのは、過負荷段階を操作員によっ
て変更可能なことである。このことにより、いかなる過
負荷段階のもとでもトレーサシステムによりエラー解析
を行うことができる。
【００１２】請求項５に記載の本発明のさらに別の実施
形態は、請求項４に記載の実施形態と類似の、しかしい
っそう強い効果を有している。それというのはこの場合
には無条件の遮断を対象としているからである。
【００１３】請求項６に記載の本発明の別の実施形態が
有する利点とは殊に、このトレーサシステムによっても
リアルタイムシステムに対し特別なハードウェア技術的
前提条件が課せられない点にある。トレーサシステムの
ダイナミックなセルフコントロールを行う本発明による
監視手段は殊に、ソフトウェアによるトレーサシステム
においてとりわけ重要である。その理由はこの場合、ト
レーサシステムの各アクティビティがリアルタイムシス
テムのダイナミックな負荷を表すからである。
【００１４】請求項７に記載の本発明のさらに別の実施
形態により、ソフトウェアによるトレーサシステムの作
動停止によりリアルタムシステムに過度に負荷が加わる
おそれがなくなる。
【００１５】
【実施例の説明】本発明の基本技術思想は、監視手段に
よりトレーサシステムを次のように拡張する点にある。
すなわち、この監視手段は、トレーサシステム自体によ
るリアルタイムシステムのダイナミックな負荷を検出
し、ダイナミックな負荷が所定の閾値を超えていればト
レーサシステムの作動を停止する。
【００１６】この目的で、本発明による監視手段は、ト
レーサシステムがリアルタイムシステムへ割り込むたび
に２つのグローバルカウンタをカウントアップする。そ
の際、これらのカウンタの一方は、所定の測定期間中に
出合うトレースポイントの個数を測定するのに対し、他
方のカウンタは、個々のトレースポイントにおけるトレ
ーサシステムのアクティビティを評価する。この評価
は、全データの個数に左右されるようにすることもでき
るし、あるいはトレーサシステムの所定のアクティビテ
ィに対する種々異なる固定値をそのまま含むようにする
ことができる。所定の測定インターバルにおいて、両方
のカウンタが最大値に関してチェックされリセットされ
る。本発明による監視手段が、これら両方のカウンタに
基づいて、またはリアルシステムの過負荷防御システム
へのインターフェースに基づいて、トレースプロセスの
継続によりシステム動作が危険になってしまうと判定し
たならば、監視手段はトレーサシステムの作動を停止さ
せる。この停止動作によってもリアルタイムシステムの
リアルタイム特性に悪影響が及ぼされるならば、１つの
プロセス部分で過度な時間を占有することなく、徐々に
停止動作が行われる。
【００１７】過負荷条件下でのエラー解析が必要である
ならば、操作員によって本発明による監視手段を遮断す
ることができる。この遮断は、操作員によって所定の過
負荷段階に制限できる。
【００１８】図１には、ソフトウェアトレーサシステム
の個々のソフトウェア手段に基づくトレースプロセスの
流れが示されている。
【００１９】第１のステップにおいて、入力手段（ＥＩ
Ｎ）は、トレーサシステムの操作員から個々のトレース
ポイントに関する定義を受け取る。この場合、トレース
ポイントとして、プログラムメモリ中のアドレスが設定
される（オリジナル命令をゾンデ(Sonde) に置き換え
る）かあるいは、トレーサシステムにより監視されるべ
きメモリ領域が専用のハードウェアレジスタの書き込み
により設定される。さらにこの場合、個々のトレースポ
イントへの到達時にいかなるデータをコピーすべきかが
設定される。さらに、１つのトレースポイントへの到達
ごとに実行すべき特別機能が設定される。上記の特別機
能とはたとえば、１つのトレースポイントへ到達したと
きに満たされていなければならない付加的な条件とする
ことができる（たとえばストップ条件または別のツール
のためのイベント、別のツールとはたとえば動作システ
ム呼び出しをいっしょに記録する動作システムトレーサ
や、交換技術的ソフトウェア内部の通信の流れをいっし
ょに記録するコールトレーサのような別のツールのため
のイベント）。
【００２０】次に、第１のステップで操作員により設定
された定義は名前で終わるようにしてまとめられ、この
名前のもとでトレーサシステムのデータメモリセグメン
トにおけるトレーステンポラリメモリ中に一時記憶され
る。
【００２１】第１のステップにおいてなされるすべての
入力はシンボリックに行うことができ、つまりソースコ
ードに類似の構文で行うことができる。
【００２２】第２のステップにおいて生成手段（ＧＥ
Ｎ）により、第１のステップでの定義に基づき特別なプ
ログラム部分が生成され、これはプログラムメモリに格
納され、対応するトレースポイントにおいて後で呼び出
される。このプログラム部分を以下では”トレースルー
チン”と称する。このトレースルーチンを生成するため
に、ソフトウェアトレーサシステムには小規模なコンパ
イラが含まれている。
【００２３】トレースルーチンはそれが生成された後、
トレースポイントに到達するとただちにこのルーチンを
呼び出せるようにする目的で、コンパイラを介してプロ
グラムメモリに格納される。そしてこのトレースルーチ
ン自体はあらゆるトレース機能を実行し、ないしはイベ
ントを生じさせる。その後、あとで説明するコードシミ
ュレーションを用いて被検査プログラムを続行させるこ
とができる。
【００２４】第３のステップにおいて、実際のトレース
プロセスが操作員により起動手段ＡＫＴを用いて起動さ
れる。図２には、起動手段ＡＫＴの動作が示されてい
る。
【００２５】起動を行う目的で起動手段はまず最初に、
トレースポイントアドレスＡＤＰに存在しているオリジ
ナル命令をトレーサシステムのトレーステンポラリメモ
リに記憶させ、次に、このトレースポイントに対するゾ
ンデ（Sonde ）をコード中に取り込むようにし、ないし
はマイクロプロセッサの専用のデバッグレジスタを起動
させる。このトレースプロセスを、時間発生器または別
のイベントによって起動させることもできる。１つのト
レースプロセスＴＶは次のように構成されている。すな
わち、検査すべきプログラムがそのつど１つのトレース
ポイントまで実行され、次にこのトレースポイントにお
いて、このトレースポイントのために生成されたトレー
スルーチンが実行され、さらにこの次に、検査すべきプ
ログラムの実行が続けられる。
【００２６】起動手段にはトレースプロセス起動用手段
のほかに、操作員によりトレースプロセスを停止する手
段も含まれている。操作員による停止と、ストップ条件
または他のツールのためのイベントによる停止（図１の
分岐ブロック”ＳＴＯＰ”を参照）とを区別する必要が
ある。
【００２７】第４のステップにおいて操作員はトレース
プロセスの停止後に、そのトレースプロセスにより収集
されたデータを出力手段（ＡＵＳ）から別個に要求する
ことができる。この種の要求に基づいて、要求されたデ
ータはトレーステンポラリメモリから読み出され、トレ
ースポイントの定義にしたがってシンボルとして出力さ
れる。
【００２８】トレースプロセス中、システムは最小限に
しかダイナミックに影響を受けない。それというのは、
トレースルーチンの呼び出しがダイナミックに最適化さ
れるからであり、さらに、被検査プログラムをできるか
ぎり迅速に続行できるようにする目的で、トレーサシス
テムはマイクロプロセッサのすべての可能な構成を利用
しているからである。
【００２９】入／出力手段を用いたシンボリックな入／
出力は、コンパイル時に作成されるシンボルテーブルへ
のアクセスにより実現されている。
【００３０】トレースポイントのためのゾンデの取り込
みに際して、起動手段ＡＫＴは被検査プログラムの機械
語を次のようにして変化させる必要がある。すなわち、
この手段があるオリジナル命令を、トラップ命令または
割り込み命令を用いて個々のトレースポイントの相応の
ゾンデに書き換えるようにする。そして被検査プログラ
ムのシーケンス中、あるトレースポイントに到達する
と、プロセッサはまず最初にトレーサシステムへの分岐
を行う。次に、トレーサシステムは所属のトレースルー
チンをサーチし、それを実行する。その後、コードシミ
ュレーション用の小規模なプログラムを用いることで、
被検査プログラムがただちに続行されしかもこれは書き
換えられたオリジナル命令で続行されるようにされる。
【００３１】被検査プログラムの従来どおりの続行を実
現するためには、従来のトレーサシステムであったなら
ば−従来のいずれのデバッガでも行っていたように−ま
ずはじめに、トレースポイントゾンデにより変えられた
オリジナルコードを再生し、書き換えられたオリジナル
命令を実行し、さらにゾンデを再び取り込むためにはト
レーサシステムの起動手段へ新たに分岐させなければな
らない。そしてその後はじめて、ゾンデ以降の被検査プ
ログラムを続行させることができる。
【００３２】本発明によるトレーサシステムの実施例を
適用した実現手法−以下ではコードシミュレーションと
称する−の場合、所属の書き込み保護処理とキャッシュ
処理を伴うプログラムメモリへの両方の書き込みプロセ
ス（オリジナルコードの再生、ゾンデの新たな取り込
み）ならびに２回目のプログラム中断（起動手段への新
たな分岐）が回避され、このことにより時間が著しく節
約される。
【００３３】コードシミュレーションは次のように構成
されている。すなわち、オリジナル命令の記憶後すでに
起動手段により（この起動手段中に含まれている）継続
手段を用いて小規模なプログラム（付加コード）が生成
される。（図２参照）。このプログラムは上記のオリジ
ナル命令をシミュレートするために用いられ、さらにこ
のプログラムは被検査プログラムへのリターンアドレス
をいっしょに含んでおり、トレースルーチンの経過後、
新たにスタートされる（図４）。
【００３４】コードシミュレーションはたとえば、ワー
クメモリ中のアドレスないしはプログラムカウンタの実
際の値に依存する僅かな命令（たとえば命令”２０ｂｙ
ｔｅリターンジャンプ”）だけを識別するようなプロセ
ッサの場合にとりわけ有利である。これにはたとえばＲ
ＩＳＣプロセッサが該当する。
【００３５】さらに、たいていのＲＩＳＣプロセッサの
場合には、トレースポイントゾンデのために用いられる
トラップ命令中にすでにトレースポイント番号を埋め込
みコーディングすることで時間を節約できる。このトレ
ースポイント番号により、トレースルーチンのサーチな
いしはトレースプロセスに必要とされるトレーサシステ
ムの管理データのサーチが軽減される。
【００３６】図３には、本発明による監視手段ＳＦＧの
動作が示されている。
【００３７】トレースプロセス中、トレーサシステム自
体は次のようにして監視される。すなわち、稼働中のリ
アルシステムに対しトレーサシステムがどの程度強く負
荷を加えているかが、つまりどれくらいのリアルタイム
を占有しているかが、監視手段ＳＦＧにより求められ
る。その際に所定の負荷閾値を超えていれば、本発明に
よるトレーサシステムは監視手段により自動的に停止さ
れる。
【００３８】監視手段ＳＦＧは各トレースポイントにお
いて、トレースプロセスの流れを制御するシーケンス手
段ＡＢＬにより呼び出され、その際に２つのグローバル
カウンタが常にカウントアップされる。この場合、これ
らのカウンタのうちの一方は、いくつのトレースポイン
トが生じたかを計数するのに対し、他方のカウンタは全
データの個数を計数する。所定の時間インターバルで、
これら両方のカウンタは最大値に関してチェックされて
リセットされる。監視手段がこれら両方のカウンタに基
づき、またはリアルタイムシステムの過負荷防御システ
ムＵＥＬへのインターフェースを介した過負荷情報に基
づき、トレースプロセスの継続によりシステム動作が危
険になってしまうと判定すると、監視手段は起動手段を
介して自動的に、すべてのトレースポイントを徐々に作
動停止させるようにし、このことはこの停止動作が１つ
のプロセス部分において過度に長い時間を占有すること
なく行われる。
【００３９】ダイナミックなセルフコントロールのため
の監視手段ＳＦＧは、過負荷条件下でエラー解析が必要
である場合、操作員によって遮断できる。この遮断は、
所定の過負荷段階に制限できる。
【００４０】図４には、トレースプロセスの流れを制御
する既述のシーケンス手段ＡＢＬの動作が示されてい
る。このシーケンス手段は各トレースポイントにおいて
呼び出され、そのあとで種々異なる処理動作が行われ
る。この手段はまずはじめに、本発明による監視手段Ｓ
ＧＦを呼び出す。次にこの手段は、あるトレースポイン
トにとって別のシーケンスの制御に必要な管理データを
サーチする。その後、トレースルーチンの呼び出しが行
われ、このルーチンによりあるトレースポイントで所望
されるデータが収集され、続いてトレーステンポラリメ
モリＺＳＰに記憶される。次に、シーケンス手段はコー
ドシミュレーション用のプログラムを呼び出し、このプ
ログラムはその終了後、被検査プログラムの当該トレー
スポイント以降にある次の命令へ自動的にジャンプす
る。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、トレーサシステムがリ
アルタイムシステムのリアルタイム特性に対し悪影響を
及ぼすおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ソフトウェアトレーサシステムの個々のソフト
ウェア手段に基づくトレースプロセスのフローチャート
である。
【図２】トレーサシステムの起動手段の動作を示す図で
ある。
【図３】本発明によるトレーサシステムの監視手段の動
作を示す図である。
【図４】トレースプロセスの流れを制御するシーケンス
手段の動作を示す図である。
【符号の説明】
ＥＩＮ 入力手段 ＧＥＮ 生成手段 ＡＫＴ 起動手段 ＴＶ トレースプロセス ＡＵＳ 出力手段 ＡＤＰ トレースポイントアドレス ＡＢＬ シーケンス手段 ＳＦＧ 監視手段 ＵＥＬ 過負荷防御システム ＺＳＰ トレーステンポラリメモリ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−291430（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−43636（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 稼働中のリアルタイムシステムにおける
    プログラムのエラー解析用のトレーサシステムにおい
    て、 監視手段（ＳＦＧ）が設けられており、該監視手段は当
    該トレーサシステムに起因するリアルタイムシステムの
    ダイナミックな負荷を検出し、このダイナミックな負荷
    が少なくとも１つの所定の閾値を超える場合には、前記
    監視手段は当該トレーサシステムの作動を停止すること
    を特徴とする、エラー解析用のトレーサシステム。
  2. 【請求項２】 前記監視手段（ＳＦＧ）は当該トレーサ
    システムに起因するリアルタイムシステムのダイナミッ
    クな負荷を、出合ったトレースポイントの頻度ならびに
    トレースポイントごとの平均アクティビティまたは所定
    の（測定）期間内のアクティビティを測定することによ
    って求める、請求項１記載のトレーサシステム。
  3. 【請求項３】 前記監視手段（ＳＦＧ）は、リアルタイ
    ムシステムのシステムコンポーネントたとえば過負荷防
    御システム（ＵＥＬ）へのインターフェースを有してお
    り、前記監視手段は過負荷時に該インターフェースを介
    して、生じた過負荷段階に関する情報を受け取り、所定
    の過負荷段階に達していれば前記監視手段は当該トレー
    サシステムの作動を停止する、請求項１または２記載の
    トレーサシステム。
  4. 【請求項４】 操作員またはシステムの他の部分によっ
    て前記の所定の過負荷段階を変更可能である、請求項３
    記載のトレーサシステム。
  5. 【請求項５】 操作員またはシステムの他の部分によっ
    て前記監視手段を無条件に遮断可能である、請求項1〜4
    のいずれか１項記載のトレーサシステム。
  6. 【請求項６】 当該トレーサシステムはリアルタイムシ
    ステム中のソフトウェアシステムとして実現されている
    かまたは、部分的に外部のシステムコンポーネントにて
    形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のト
    レーサシステム。
  7. 【請求項７】 当該トレーサシステムはリアルタイムシ
    ステム中のソフトウェアシステムとして実現されている
    かまたは、部分的に外部のシステムコンポーネントにて
    実行されており、前記監視手段は過負荷の際に当該トレ
    ーサシステムの停止動作を徐々に行う、請求項３または
    ４記載のトレーサシステム。
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