JPS62164140A - デ−タ処理システムの試験方法 - Google Patents

デ−タ処理システムの試験方法

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JPS62164140A
JPS62164140A JP61282233A JP28223386A JPS62164140A JP S62164140 A JPS62164140 A JP S62164140A JP 61282233 A JP61282233 A JP 61282233A JP 28223386 A JP28223386 A JP 28223386A JP S62164140 A JPS62164140 A JP S62164140A
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JP
Japan
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microprocessor
logic
instruction
data processing
processing system
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JP61282233A
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フイリツプ・デイ・ヘスター
ウイリアム・エム・ジヨンソン
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/26Functional testing
    • G06F11/261Functional testing by simulating additional hardware, e.g. fault simulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3185Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning
    • G01R31/318533Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning using scanning techniques, e.g. LSSD, Boundary Scan, JTAG
    • G01R31/318572Input/Output interfaces
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F11/273Tester hardware, i.e. output processing circuits
    • G06F11/2733Test interface between tester and unit under test

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明はマイクロプロセッサの試験に関し、さらに詳し
くはイン・サーキット・エミュレーションに替わるもの
であって、エミュレーション中のマイクロプロセッサが
サポートするものに関する。
B、従来技術およびその問題点 イン・サーキット・エミュレーション(ICE)は、多
くのマイクロプロセッサ製造業者が用いる概念である。
この概念の下では、システム・マイクロプロセッサをエ
ミュレータと置換することにより、ロー・レベルのハー
ドウェア試験すなわちデバッグを可能にしている。この
ようにしてシステ11をデバッグできるけれども、その
ためにはシステム・マイクロプロセッサをシステムから
物理的に取り除き、その代りにエミュレータを接続する
必要がある。イン・サーキット式方策では、被試験シス
テムからシステム・マイクロ・プロセッサが物理的に取
り除かれるとともに、代わってICEハードウェアが第
1図に示されるように結線される。ICEハードウェア
の中のマイクロプロセッサはシステム・マイクロプロセ
ッサの代りに用いられるとともに、イン・サーキット・
エミュレータの中のサポート論理はマイクロプロセッサ
の活動をモニタするのに用いられる。該サポート論理の
動作を制御するソフトウェアもイン・サーキット・エミ
ュレータに組み込まれるので、トレース、ストップ・オ
ン・アドレス、インストラクション・シングル・ステッ
プ、およびサイクル・ステップを実現することができる
このような方策によればロー・レベル・デバッグで典型
的に必要とされる機能が得られる反面、いくつかの好ま
しくない特性もある。第1に、システム・マイクロプロ
セッサを物理的に取り除き。
代りにICEハードウェアを結線する必要がある。
しかしながら、これは望ましくないことである。
なぜなら、ICEを結線した場合のタイミング・電気的
負荷特性は、システム・マイクロプロセッサが決まった
位置にあるときの実際の特性と違う可能性があるからで
ある。第2に、ICEハードウェアは複雑、かつ極めて
高価である。ICEハードウェアはまた、マイクロプロ
セッサのタイプ毎に特有のものであり、被試験システム
で使うマイクロプロセッサのタイプ毎に独特のハードウ
ェアとソフトウェアを開発してサポートする必要がある
。第3に、ICEハードウェアはシステム・マイクロプ
ロセッサと同じ(つまり、内部に変更のない)マイクロ
プロセッサを使うので、命令トレースやストップ・オン
・アドレス等の機能をサポートするためには、マイクロ
プロセッサ内で何か起こっているかを決定する外部論理
が必要となる。
このような方策は多くの製造業者が採用しており、成功
をおさめた。はとんどの開発グループがICEハードウ
ェアを購入してシステム・デバッグに使っている。なる
ほど良い結果をもたらして・ いるが、しかしこれは本
質的にはシステム・デバッグに対する事後方策である。
このような方策では、マイクロプロセッサの設計がIC
Eの設計から独立して行われる。
C0問題点を解決するための手段 本発明は、システム中にシステム・マイクロプロセッサ
を残しておくことを可能にするとともに、システム・マ
イクロプロセッサ内とサポート・プロセッサ内の両方の
論理を利用してICEアプローチと等価な機能を与える
試験技術を志向している。本発明は、レベル・センシテ
イブ・スキャン・デザイン(L S S D)のスキャ
ン・パス(path) 。
および試験が行われるマイクロプロセッサ内の固有内部
論理を利用してし、必要なロー・レベル・デバッグ機能
をサポートする。外部のサポート・プロセッサは、これ
らのデバッグ機能の動作を制御するとともに、必要なハ
イ・レベル・デバッグ機能を提供するのに用いられる。
LSSD技術は、下記の文献に記述されている。
“Computer−Aided Design、 T
esting andPackaging”Chapt
er V、 IEEE Catalog No、 EH
Q191−7.1982゜ “A Logic Design 5tructure
 For LSITa5tabilety”、 Eic
helberger、 Proceedings。
14th Design Automation Co
nference、 (IEEE)。
1977、 pp、 462−468゜米国特許第37
61695号および同第3783254号。
一般に、LSSDには次の2つの基本概念が含まれる。
1、信号の立上りおよび立下り時間に依存しない、つま
り回路および相互接続の遅延に依存しない順序論理構造
を設計する(レベル・センシティブ)。
2、すべての内部記憶素子を制御可能かつaa可能とな
るように設計する(スキャン・デザイン)、。
D、実施例 第2図に示されるように、サポート・プロセッサ26は
、LSSDスキャン列(string) 30 a、3
0bを通して試験が行われるシステムのマイクロプロセ
ッサ28と結びついている。また、サポート・プロセッ
サ26は、インターフェース・制御論理32を通して、
専用の制御線によってクロック・ジェネレータ27と接
続されている。また、第2図には、信号伝送方式を直列
式のものは並列式に、並列式のものは直列式に変換する
。直並列コンバータ31が示されている。この直並列コ
ンバータ31は、サポート・プロセッサ26の並列デー
タ形式を、LSSDスキャン列の直列形式に変換する。
このようなコンバータはオプショナルであり、代りにサ
ポート・プロセッサのソフトウェアによって泊該機能を
実行してもよい。しかしながら、典型的な場合、コンバ
ータ31は、バス35を通してサポート・プロセッサ2
6の性能を改善するのに使われる。インターフェース・
制御論理32は、サポート・プロセッサ・バス35に接
続する論理を含む。ユニット32は、コンバータ31と
ともに、必要とされるLSSDスキャン列、クロック・
ジェネレータI11御、および記憶インターフェース用
の制御信号およびデータを生成する。
サポート・プロセッサは、IBMPC1IBMシリーズ
1(何れも商標)のような、LSSDスキャン列および
クロック・ジェネレータ27とのインターフェースをと
って必要なデバッグ機能を実現するプログラムを含む汎
用コンピュータであってよい。典型的な場合、サポート
・プロセッサ・プログラムは、様々なLSSDスキャン
列における特定レジスタの位置を決定するとともに、ユ
ーザーに表示できるようにこのデータを意味のある形式
にフォーマットする。このソフトウェアの提供する典型
的な機能には、システム・マイクロプロセッサ28内の
レジスタを検査・変更する能力、LSSDスキャン列の
様々なラッチ・ビットを検査・変更する能力、ストップ
・オン・アドレス機能制御能力、命令ステップおよびサ
イクル・ステップ機能制御能力が含まれる。これらの機
能はサポート・プロセッサのソフトウェアによって決定
されるとともに、マイクロプロセッサ28内のハードウ
ェアに変更を加える必要なしで容易に修正される。典型
的だが決して制限的ではないある実施例では、5個の別
々のスキャン列を形成しており、これによって被試験シ
ステム中の700個以上の様々なレジスタについて極め
て多数の試験を行っている。
マイクロプロセッサ・インターフェースに加えて、被試
験システムの記憶コントローラ37には別のインターフ
ェース36が提供される。それによれば、サポート・プ
ロセッサがプログラムを記憶装置にロードし、記憶装置
からプログラムをセーブし、そして記憶内容を検査・変
更することができる。このようなタイプのインターフェ
ースは、特開昭60−207912号公報に記載されて
いる。
基本的なマイクロプロセッサのデータの流れと内部デバ
ッグ論理が第3A図と第3B図に示されている。この2
つの図面は横に並べて、かつ線路1〜7を一致させて見
るようになっている(第3C図参照)。デバッグ論理は
2つのコンパレータ(第3A図)を含む。1つは番号1
1のついた命令アドレス用のものであり、もう1つは番
号12のついた命令オペレーション・コード用のもので
ある。選択論理13は、どちらのコンパレータの出力を
選ぶかを決定する。命令比較アドレス・レジスタ14と
オペレーション・コード比較アドレス・レジスタ16は
、線路30a上のLSSDスキャン列によってアクセス
可能である。これら2つのレジスタの内容は、それぞれ
希望する命令とオペレーション・コード比較値である。
選択論理13によるストップ・オン命令アドレスまたは
オペレーション・コードの間での選択に加えて、停止イ
ネーブル論理17は、ストップ・オン・アドレス機能を
可能にする単一のラッチ・ビットを含む。
1つの出力が比較出力18のために準備され、別の出力
がストップ・オン・アドレス機能19のために準備され
る。18からの比較出力は、外部論理アナライザへの同
期パルスとして使うことができる。19からの停止出力
は外部クロック・ジエネレータとともに使われ、停止ア
ドレスが検出されたときにクロックを不能にする。命令
が実行される度に切り替わる第3の出力21も与えられ
る。この「命令完了」出力は、インストラクション・シ
ングル・ステップ機能を実現するのに要求される。なぜ
なら、命令を実行するのに1以上のサイクルを費す場合
もあるからである。この出力がないと、不可能ではない
にしても、外部論理が命令の実行時を決定するのが困難
になるであろう。
「命令完了」出力は外部周波数カウンタにもつなぐこと
ができる。その結果、通常100万命令/秒(MIPs
)で表わされる命令実行速度の測定が可能になる。
第3B図を参照すると、該システムは、条件状況(CS
)論理素子41、割込み制御状況(IC8)レジスタ4
2、割込み要求バッファ(IRB)43、システム制御
レジスタ・マルチプレクサ(SCRMUX)44、マイ
クロブot’ツサ記憶チャネル(MSC)データ・レジ
スタ46.2個のマイクロプロセッサ記憶制御(MSC
)アドレス・レジスタ47.48、および命令先取リバ
ツファ(IPB)49a、49b、49c、49d (
第3A図)をも含む。
サポート・プロセッサのディスプレイからの典型的なス
クリーン・イメージは、汎用レジスタ、システム制御レ
ジスタ、命令先取リバッファの内容、およびALU (
演算論理機構)入力レジスタAI、BIの表示を含む。
また、主記憶のアドレスx’ oooooooo’〜X
 ’ 00000004 F ’の内容が表示される場
合もある。
マイクロプロセッサに対するLSSDインターフェース
を用いると、マイクロプロセッサおよび記憶インターフ
ェースの内の内部アドレス比較論理のために、サポート
・プロセッサの提供する機能が従来のICEアプローチ
によるものと等価になる。しかしながら、被試験システ
ムからマイクロプロセッサを取り除く必要はない。この
ようにして、サポート・プロセッサの接続の有無に関係
なくシステムの振舞いは同じになる。
なお、第3A図において、IMMは直接データを意味し
、C8ARは制御記憶アドレス・レジスタを意味し、T
AG論理は命令ワードのタグを追って記録をとるレジス
タを意味する。また、第3B図において、OCDはオフ
・チップ・ドライバを意味し、RBとoCはレジスタ・
ナンバーを指定する命令中のフィールドを示し、RC3
は本発明のもたらすユニークな特徴をまとめると次のよ
うになる。
1、マイクロプロセッサを取り除かなくてもイン・サー
キット・エミュレーションが可能になる。本発明は、L
SSDスキャン・パスと内容チップ論理を利用し、外部
サポート・プロセッサがマイクロプロセッサ内の機能の
全内容を制御・検査できるようにする。特有の内部チッ
プ論理が付加されており、外部サポート論理が要求され
るロー・レベル・デバッグ機能(例えば、ステップ・オ
ン命令アドレスつまり命令オペレーション・コードおよ
び命令シングル・ステップ)を提供する必要をなくして
いる。これらの特徴によって、システム・マイクロプロ
セッサを取り除く必要がなくなる。
2、被試験システムを乱すことがない。本発明によれば
マイクロプロセッサが被試験システムに留まることが可
能であり、システム・バスに余分な負荷をかける必要が
ない。これによって、システ閉・タイミングに影響のな
いことを保証する。また、システムが普通の速度で動作
し、したがってICEアプローチの場合に受ける速度制
御をなくすことができる。
3、ストップ・オン・アドレス機能および命令ステップ
機能のための外部サポート論理をなくすことができる。
マイクロプロセッサ中にこれらの機能をサポートする論
理が与えられているので、■GEアプローチの場合のよ
うに外部サポート論理を必要としない。
4、汎用サポート・プロセッサを使ってイン・サーキッ
ト・エミュレーション機能を実現できる。
従来のICEアプローチでは、エミュレーション中のタ
イプのマイクロプロセッサがICEハードウェアにおい
て必要とされる。本明細書で述べたアプローチによれば
、汎用プロセッサを使うことができ、ソフトウェアで必
要な機能を与えるだけでよい。この結果、単一のサポー
ト・プロセッサを使って、ソフトウェアを変えるだけで
、多数のマイクロプロセッサ・タイプをサポートするこ
とができる。
E0発明の効果 本発明によれば、マイクロプロセッサを含むデータ処理
システムを試験する際に、該マイクロプロセッサを物理
的に除去することなく試験を行うので、被試験システム
を稼働時と同じような状態で試験することができる。し
かも、マイクロプロセッサのタイプ毎に高価なICEハ
ードウェアを用意する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のICEインプレメンテ−ジョンの概略図
である。 第2図はサポート・プロセッサとクロック・ジェネレー
タ5被試験マイクロプロセツサとの結線を示すブロック
図である。 第3A図および第3B図は、本発明における基本的なマ
イクロプロセッサのデータの流れを示すブロック図であ
る。 第3 C図は第3 A図と第3 B図の見方を説明する
図である。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人  弁理士  頓  宮  孝  −(外1名) FIG、4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 マイクロプロセッサを含むデータ処理システムに対する
    試験を制御するためのサポート・プロセッサと、 前記サポート・プロセッサと前記マイクロプロセッサと
    の間に接続され、信号の伝送方式を直列式のものは並列
    式に、並列式のものは直列式に変換するコンバータと、 一連のレベル・センシテイブ・スキャン・デザイン試験
    信号を、前記サポート・プロセッサから前記コンバータ
    を通して前記システムのマイクロプロセッサに送るため
    の手段と、 前記レベル・センシテイブ・スキャン・デザイン試験信
    号の結果を、前記システムのマイクロプロセッサから前
    記コンバータを通して前記サポート・プロセッサへ戻す
    ための手段 とを用いて前記データ処理システムを試験する方法にお
    いて、 前記マイクロプロセッサを前記データ処理システムの中
    の稼働時に置かれるべき位置に置いたまま試験を行うこ
    とを特徴とする データ処理システムの試験方法。
JP61282233A 1986-01-14 1986-11-28 デ−タ処理システムの試験方法 Pending JPS62164140A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81909786A 1986-01-14 1986-01-14
US819097 1986-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62164140A true JPS62164140A (ja) 1987-07-20

Family

ID=25227190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61282233A Pending JPS62164140A (ja) 1986-01-14 1986-11-28 デ−タ処理システムの試験方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0230219B1 (ja)
JP (1) JPS62164140A (ja)
BR (1) BR8700026A (ja)
DE (1) DE3777839D1 (ja)

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EP0230219A2 (en) 1987-07-29
BR8700026A (pt) 1987-12-01
DE3777839D1 (de) 1992-05-07
EP0230219B1 (en) 1992-04-01
EP0230219A3 (en) 1989-04-05

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