JP6354489B2 - デバッグ回路、半導体装置及びデバッグ方法 - Google Patents
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Description
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の半導体装置、デバッグ回路及びデバッガ装置の一例を示す図である。
デバッグ回路2は、所定の停止条件でデバッグ対象回路3の動作を停止する回路であり、記憶部2a、符号値算出部2b、遅延部2c、部分シーケンス検出部2d、期待値算出部2e、動作停止部2fを有している。
なお、第1の実施の形態では、停止シーケンスは、固定長部のシーケンスと後続部のシーケンスに対応して2つの符号値A1,A2で表されるが、停止シーケンスは、3つ以上の部分シーケンスに対応した3つ以上の符号値で表されるようにしてもよい。
符号値算出部2bは、デバッグ対象回路3に関する信号のシーケンスに基づき、デバッガ装置4が符号値A1,A2を算出する際の符号化方式と同じ符号化方式で、符号値を算出する。符号値算出部2bは、符号値を常時計算する。例えば、符号値算出部2bは、図示しないクロックを受け、そのクロックの各タイミング(立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミング)で、そのときのデバッグ対象回路3の信号に基づき符号値を更新する。なお、この場合、停止シーケンスも、クロックの各タイミングでの信号のシーケンスとなる。
部分シーケンス検出部2dは、符号値算出部2bから出力される符号値と、遅延部2cから出力される符号値との差分と、符号値A1との比較結果に基づき、停止シーケンスの固定長部のシーケンスを検出する。すなわち、部分シーケンス検出部2dは、m時刻分の符号値の変化分と、符号値A1との比較結果に基づき固定長部のシーケンスを検出する。
デバッガ装置4による上記のステップS1〜S4の処理で算出され、送信された符号値A1,A2は、半導体装置1のデバッグ回路2の記憶部2aに記憶される。
このように、本実施の形態のデバッグ回路2は、デバッグ対象回路3の信号のシーケンスから、停止シーケンスの固定長部を、符号値算出部2bから出力される符号値の変化分(前述の差分)に基づき特定する。また、デバッグ回路2は停止シーケンスの後続部を、符号値そのもの(符号値の絶対値)から特定する。これによって、初期状態が不明なシーケンスからでも停止条件を特定できるようになるため作業効率が上がる。例えば、入力データxと出力データyが(xi,yj)の状態が初期状態でなく、シーケンスの途中の状態であっても上記のように、停止条件を特定できるためである。つまり、任意のシーケンスから、停止条件を検出できるようになる。そのため、デバッグ対象回路3の初期状態が不明な場合にも、停止条件を検出して回路動作を停止させることができるようになる。
また、デバッグ回路2は、入力データxや出力データyを直接扱うのではなく、データ量の小さい符号値を用いて処理を行うため、処理を小規模な回路で行えるとともに高速動作が可能となる。
図2は、第2の実施の形態の半導体装置及びデバッガ装置を含むデバッグシステムの例を示す図である。
デバッガ装置20は、例えば、コンピュータであり、作業者20aにより操作され、通信ケーブル20bを介して半導体装置10と通信を行い、デバッグ処理を行う。
図3は、半導体装置の一例を示す図である。
半導体装置10は、前述したデバッグ回路11、ユーザ回路12の他、デバッガ装置20から通信ケーブル20bを介して送られてくるデータを受信する受信部13を有している。
なお、停止シーケンスは、ユーザ回路12に関する信号がどのように遷移したら、ユーザ回路12を停止させるかを指定するものである。ユーザ回路12に関する信号としては、ユーザ回路12の入力データ、出力データ、または内部の信号などである。以下では、停止シーケンスは、第1の実施の形態と同様に、複数の信号(入力データと出力データ)の遷移として説明するが、1つの信号の遷移であってもよい。
動作停止部11hは、符号値算出部2bから出力される符号値(符号値の絶対値)と、レジスタ11g1〜11gpに記憶されている何れかの期待値とが一致したときに、デバッグ対象であるユーザ回路12の動作を停止させる。
(デバッガ装置20)
図4は、デバッガ装置のハードウェア例を示す図である。
ネットワークインタフェース28は、ネットワーク28aに接続されている。ネットワークインタフェース28は、ネットワーク28aを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
以下、上記の半導体装置10及びデバッガ装置20を用いたデバッグ方法を説明する。
図5は、デバッガ装置による停止条件の設定処理の一例の流れを示すフローチャートである。
半導体装置10は、デバッガ装置20から送信された符号値を受信部13で受信する(ステップS20)。そして、半導体装置10の図示しない制御部は、複数の停止シーケンスの固定長部のシーケンスの符号値をレジスタ11a1〜11apに記憶し、後続部のシーケンスの符号値をレジスタ11b1〜11bpに設定(記憶)する(ステップS21)。
図7では、時刻0から開始されたシーケンスの一例が示されている。あるシーケンスXの後に停止シーケンスSが続き、再びあるシーケンスYが続いている。また、図7では、符号値算出部11cで算出される符号値の例が示されている。シーケンスXの最後で算出される符号値はCRC(X)、停止シーケンスSの固定長部のシーケンスSaの最後で算出される符号値はCRC(X&S1)、後続部のシーケンスSb(任意長)の最後で算出される符号値はCRC(X&S)である。なお、“&”はシーケンスの連接を表す。
CRC(X&S)=CRC((X&0m)+(0k&Sa))=CRC(X&0m)+CRC(0k&Sa)=CRC(X&0m)+CRC(Sa)=H(m)・CRC(X)+CRC(Sa) (1)
式(1)において、“+”はXOR演算を表している(以降の式でも同じである)。また、“0m”は、m時刻分、連続してユーザ回路12の信号(入力データx,出力データy)が0であるシーケンスを示している。また、シーケンスXの長さを、k時刻分のユーザ回路12の信号のシーケンスの長さとすると、“0k”は、k時刻分、連続してユーザ回路12の信号が0であるシーケンスを示している。
時刻jで、符号値算出部11cが算出する符号値をa(j)とする。時刻jでは、シフトレジスタ11dは、時刻jに対してm時刻分前(mクロックタイミング前)の時刻j−mの符号値a(j−m)を出力する。
a(j)−H(m)・a(j−m)=CRC(S1) (2)
式(2)の条件式は、時刻(j−m+1)から、時刻jまでのシーケンスが、シーケンスSaに一致するとき、時刻0からのシーケンスXが未知であっても成立する。
期待値算出部11fは符号値a(j)を受けると、期待値の算出を行う(ステップS26)。
上記のように、時刻jでは、a(j)=CRC(X&Sa)となっている。停止シーケンスSの長さを、n時刻分の信号のシーケンスの長さとすると、シーケンスSaに引き続いてシーケンスSbが発生するとき、時刻j+n−mでの、符号値の期待値CRC(X&S)は、以下の式で与えられる。
ここで、CRC(Sb)は、停止シーケンスSの後続部のシーケンスSbの符号値であり、レジスタ11b1〜11bpの何れかに記憶されているものである。
以上のような半導体装置10、デバッグ回路11及びデバッガ装置20によれば、第1の実施の形態の半導体装置1、デバッグ回路2及びデバッガ装置4と同様の効果が得られる。また、複数の停止シーケンスのそれぞれの固定長部のシーケンスと後続部のシーケンスの符号値に基づきユーザ回路12の停止処理を行うので、複数の停止条件でユーザ回路12を停止できる。
上記では、停止シーケンスは固定長部と後続部の2つのシーケンスに分割され、それぞれのシーケンスの符号値に基づき、停止シーケンスが検出される例を説明したが、これに限定されない。停止シーケンスは3つ以上のシーケンスに分割され、それぞれのシーケンスの符号値に基づき、停止シーケンスが検出されるようにしてもよい。以下、3つに分割された停止シーケンスに含まれる3つのシーケンスの符号値に基づき停止シーケンスを検出する半導体装置の一例を説明する。
図10において、図3に示した半導体装置10と同様の要素については同一符号を付しており、説明を省略する。なお、以下では説明を簡略化するため、半導体装置10aのデバッグ回路30は、1つの停止シーケンスを検出するが、複数の停止シーケンスを検出するようにしてもよい。
部分シーケンス検出部11eaは、符号値算出部11cから出力される符号値と、シフトレジスタ11daから出力される符号値との差分と、レジスタ11aに記憶されている符号値との比較結果に基づき、シーケンスS1を検出する。
図11では、部分シーケンス検出部11eaが、時刻jにおいて、レジスタ11aに記憶されている符号値と、時刻jの符号値a(j)と、時刻j−m1の符号値a(j−m1)からシーケンスS1を検出した例が示されている。このとき、符号値a(j−m1)=CRC(X)、符号値a(j)=CRC(X&S1)となっている。
CRCはビット数が決まっているため、複数のシーケンスで同じCRCの値が算出される可能性がある。そのため、例えば、図9に示した時刻j+n−mにおいて、実際は停止シーケンスではないにもかかわらず、符号値が停止シーケンスSの終了時の期待値と一致してしまう可能性がある。
図12は、第4の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。
図12において、図3に示した半導体装置10と同様の要素については同一符号を付しており、説明を省略する。
図13は、第5の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。
図13において、図3に示した半導体装置10と同様の要素については同一符号を付しており、説明を省略する。
これにより、部分シーケンス検出部11ebには、シフトレジスタ11dbから、符号値算出部11cで算出された現在の符号値に対して、1時刻分前〜m時刻分前(1クロックタイミング前からmクロックタイミング前)までの符号値が供給される。
図14は、第6の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。
図14において、図3に示した半導体装置10と同様の要素については同一符号を付しており、説明を省略する。
ステップS29までの処理は、図6に示した処理内容と同じである。デバッグ対象であるユーザ回路12の動作が動作停止部11hによって停止されたとき、デバッガ装置20は、トレースバッファ60からユーザ回路12の状態(信号のシーケンス)を読み出す(ステップS30)。そして、デバッガ装置20は、停止条件が成立しているか否かを、停止シーケンスと読み出した信号のシーケンスの一部またはすべて一致するか否かを判定する(ステップS31)。例えば、トレースバッファ60に、n時刻分の停止シーケンスの長さ以上の信号のシーケンスが保持されている場合、最新のn時刻分の信号のシーケンスと、停止シーケンスが一致しているときには、停止条件が成立していると判定される。
以上、実施の形態に基づき、本発明のデバッグ回路、半導体装置及びデバッグ方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。
2 デバッグ回路
2a 記憶部
2b 符号値算出部
2c 遅延部
2d 部分シーケンス検出部
2e 期待値算出部
2f 動作停止部
3 デバッグ対象回路
4 デバッガ装置
Claims (8)
- デバッグ対象の回路における信号のシーケンスに応じて値が変わる符号化方式で算出され、前記回路の停止条件を示す停止シーケンスに含まれる第1のシーケンスを符号化した第1の符号値及び、前記停止シーケンスに含まれ前記第1のシーケンスの後続の第2のシーケンスを符号化した第2の符号値を記憶する記憶部と、
前記信号のシーケンスに基づき、第1の時間ごとに、前記符号化方式で第3の符号値を算出し出力する符号値算出部と、
前記第1のシーケンスの長さ分前の前記第3の符号値である第4の符号値を出力する遅延部と、
前記第3の符号値と前記第4の符号値との差分と、前記第1の符号値との比較結果に基づき、前記第1のシーケンスを検出する部分シーケンス検出部と、
前記第1のシーケンスが検出されたときの前記第3の符号値と、前記第2の符号値とに基づき、前記停止シーケンスの末尾において前記符号値算出部により算出される前記第3の符号値の第1の期待値を算出する期待値算出部と、
前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記第1の期待値とが一致したときに前記回路の動作を停止する動作停止部と、
を有することを特徴とするデバッグ回路。 - 前記第1乃至第4の符号値は、線形性を有する符号値であることを特徴とする請求項1に記載のデバッグ回路。
- 前記記憶部は、前記符号化方式で算出され、前記停止シーケンスに含まれ前記第1のシーケンスと前記第2のシーケンスの後続の第3のシーケンスの第5の符号値を記憶し、
前記期待値算出部は、前記第2のシーケンスが検出されたときの前記第3の符号値と、前記第5の符号値とに基づき、前記第3のシーケンスの末尾において前記符号値算出部により算出される前記第3の符号値の第2の期待値を算出し、
前記動作停止部は、前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記第1の期待値とが一致したとき、前記第2のシーケンスが検出されたとして前記第2の期待値を、前記期待値算出部に算出させ、前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記第1の期待値とが一致しないとき、前記第2の期待値を、前記期待値算出部に算出させず、前記第2のシーケンスが検出されたときから前記第3のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記第2の期待値とが一致したときに前記回路の動作を停止する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のデバッグ回路。 - 複数の前記停止シーケンスの数に対応して、前記第1の符号値及び前記第2の符号値はそれぞれ複数、前記記憶部に記憶され、
前記部分シーケンス検出部及び前記動作停止部は、前記停止シーケンスの数に対応して複数設けられ、
複数設けられた前記部分シーケンス検出部は、前記停止シーケンスのそれぞれに含まれる前記第1のシーケンスを複数同時に検出し、
前記期待値算出部は、前記停止シーケンスの数に対応して前記第1の期待値を複数算出し、
複数設けられた前記動作停止部は、複数算出された前記第1の期待値と、前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値とから、前記停止シーケンスを複数同時に検出する、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のデバッグ回路。 - 前記遅延部は、直列に接続された複数のフリップフロップを有するシフトレジスタであり、
前記複数のフリップフロップのそれぞれの出力端子は、前記部分シーケンス検出部に接続され、前記シフトレジスタは、前記第3の符号値の出力を複数段階で遅延して、前記第4の符号値を複数、前記部分シーケンス検出部に供給し、
前記部分シーケンス検出部は、前記第3の符号値と複数の前記第4の符号値の何れかとの差分と、前記第1の符号値との比較結果に基づき、前記第1のシーケンスを検出する、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のデバッグ回路。 - デバッグ対象となる回路と、
前記回路における信号のシーケンスに応じて値が変わる符号化方式で算出され、前記回路の停止条件を示す停止シーケンスに含まれる第1のシーケンスを符号化した第1の符号値及び、前記停止シーケンスに含まれ前記第1のシーケンスの後続の第2のシーケンスを符号化した第2の符号値を記憶する記憶部と、前記信号のシーケンスに基づき、第1の時間ごとに、前記符号化方式で第3の符号値を算出し出力する符号値算出部と、前記第1のシーケンスの長さ分前の前記第3の符号値である第4の符号値を出力する遅延部と、前記第3の符号値と前記第4の符号値との差分と、前記第1の符号値との比較結果に基づき、前記第1のシーケンスを検出する部分シーケンス検出部と、前記第1のシーケンスが検出されたときの前記第3の符号値と、前記第2の符号値とに基づき、前記停止シーケンスの末尾において前記符号値算出部により算出される前記第3の符号値の期待値を算出する期待値算出部と、前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記期待値とが一致したときに前記回路の動作を停止する動作停止部と、を備えたデバッグ回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - デバッガ装置が、
デバッグ対象の回路の停止条件を示す停止シーケンスを第1のシーケンスと前記第1のシーケンスに後続する第2のシーケンスに分割し、
前記回路における信号のシーケンスに応じて値が変わる符号化方式で、前記第1のシーケンスから第1の符号値を算出し、前記第2のシーケンスから第2の符号値を算出し、
前記第1の符号値及び前記第2の符号値を送信し、
前記回路を備えた半導体装置が、
前記第1の符号値及び前記第2の符号値を受信し、
前記信号のシーケンスに基づき、第1の時間ごとに、前記符号化方式で第3の符号値を算出し、
前記第3の符号値と、前記第1のシーケンスの長さ分前の前記第3の符号値である第4の符号値との差分と、前記第1の符号値との比較結果に基づき、前記第1のシーケンスを検出し、
前記第1のシーケンスが検出されたときの前記第3の符号値と、前記第2の符号値とに基づき、前記停止シーケンスの末尾において算出される前記第3の符号値の期待値を算出し、
前記第1のシーケンスが検出されたときから前記第2のシーケンスの長さ分後の前記第3の符号値と、前記期待値とが一致したときに前記回路の動作を停止する、
ことを特徴とするデバッグ方法。 - 前記半導体装置は、前記回路の前記信号のシーケンスを保持するトレースバッファを有し、
前記回路の動作が停止されたとき、前記デバッガ装置は、前記トレースバッファに保持されている前記信号のシーケンスを読み出し、前記停止シーケンスと一部またはすべて一致するか否かを判定し、一致しない場合には、前記半導体装置に前記回路の動作を再開させる、
ことを特徴とする請求項7に記載のデバッグ方法。
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