TKScope仿真調試Cortex-M3內核的高級手段

廣州致遠電子有限公司

TKScope仿真器調試Cortex-M3內核的芯片有幾項高級功能,如觀察運行時間、支持時間斷點、變量操作斷點等。通過這些高級調試手段,用戶能更加清楚地了解程序的運行狀態。遇到問題時,可以快速地進行程序定位。本文詳細闡述這些功能的具體應用方法。

目前,TKScope支持的Cortex-M3內核的芯片具體種類如下:

◆Atmel,AT91SAM3Uxx系列;

◆ENERGY,EFM32GxxxFxx系列;

◆TI,LM3Sxx系列;

◆ NXP,LPC17xx、LPC13xx系列;

◆ST,STM32Fxx系列;

◆TOSHIBA,TMPM330、TMPM370、TMPM380系列。

本文所講述的特性適用于上述各個系列的芯片。此外,TKScope支持Flash無限制斷點,如上述的TI、ST各系列;其他公司的系列受制于芯片本身的限制,只支持到最大6個硬件斷點。

1 觀察運行時間

TKScope仿真器可以觀察Cortex-M3內核的運行時間,精度為1個時鐘,滿足客戶觀察高精度的仿真時間。TKScope不但在程序停止狀態下可觀察運行時間,而且在程序全速運行時也可以快速顯示當前的運行時間。

運行時間主要有 2個指標——Tsum 和 Tcur,如圖1所示。

(1)Tsum

運行時間總和,即復位后運行到當前停止時的有效運行時間總和。Tsum是有效運行時間的累積總和,程序處于仿真狀態但停止運行時,時間不累積。

(2)Tcur

當前運行時間,即當前一次有效運行操作經歷的時間值。Tcur便于用戶觀察本次操作經歷的時間。

為了保證運行時間的準確性,需要設置系統時鐘值。打開仿真器的[主要設置]界面,系統時鐘值必須與用戶實際運行的時鐘值一致,也就是PLL輸出的時鐘值。

從圖1中可以看出,程序設置了2個斷點,此時程序在第2個斷點處停止。運行時間的具體意義如下:Tsum顯示的是程序從開始運行到第2個斷點處所經歷的時間;Tcur顯示的是從第1個斷點處運行到第2個斷點處所經歷的時間。

2 時間斷點

TKScope仿真器支持時間斷點功能,即運行時間與時間斷點設置的時間相同時,程序停止運行。如圖2所示,在運行時間的下面可以看到Tbreak,這就是時間斷點。用戶可以根據實際觀察需要,設置Tbreak的值,注意單位是ns。當程序運行時間累積到Tbreak的值時,程序停止運行。

3 變量操作斷點

TKScope支持變量操作斷點,當對某一個變量進行讀寫操作時,通過設置變量讀寫操作斷點,讓程序停止運行。

在Keil MDK環境下,進入仿真狀態之后,打開[Debug]菜單下的[Breakpoints]選項。在Breakpoints窗口即可定義變量操作斷點。

具體定義方法:在Expression文本框內輸入變量的地址,然后選擇讀寫屬性,并正確設置字節范圍,最后單擊Define按鈕即可。

圖1 運行時間觀察窗口

圖2 時間斷點窗口

例如,在從地址0x20004000開始、16字節范圍內,定義讀寫斷點操作,具體設置方法如圖3所示。

圖3 定義讀寫操作斷點

在圖3中單擊Define按鈕之后,斷點即可設置成功,如圖4所示。圖4中共定義了4種類型的斷點。

斷點1:表示從地址0x20004000開始、16字節范圍內,出現讀或寫的操作,則中斷。

斷點2:表示從地址0x20004100開始、8字節范圍內,出現讀的操作,則中斷。

斷點3:表示從地址0x20004200開始、4字節范圍內,出現寫的操作,則中斷。

斷點4:表示從地址0x20004300開始、1字節范圍內,出現讀或寫的操作,則中斷。

圖4 Breakpoints定義斷點窗口

注意:len表示在一個地址范圍內該斷點有效,len必須為 1、2、4、8、16 、32(乘 2 遞增),同時地址必須處于 len的起始位置。例如 len=16,則地址必須為0x10字節對齊,0x40000010為有效的起始地址,而地址0x40000018為無效,將被系統強行修正為0x40000010。

4 小 結

TKSope仿真Cortex-M3內核有這些高級手段,更加方便用戶調試,讓開發工程更輕松。TKScope針對其他內核也會推出一些列的高級調試手段,后續會繼續介紹,敬請關注。