Комплексы

Генераторы слов

Генераторы слов (ГС) - генераторы данных, генераторы тестовых последовательностей - приборы, предназначенные для формирования и подачи входных воздействий на проектируемую, диагностируемую систему.

ГС характеризуются:

· числом каналов (2-32)

· памятью (512-2048 бит/канал)

· частотой подачи воздействий (тактовой частотой) (2-параллельная подача - 50-последовательная подача, МГц)

· способом подачи данных (параллельным и последовательным)

В зависимости от типа ГС в основе способа генерации данных могут лежать самые различные принципы - от обычного последовательного считывания из буферной памяти до алгоритмической генерации с использованием микропрограммируемого МП. Современные ГС имеют в своем ПО такие средства, как трансляторы, редакторы текстов, отладчики.

Комплексы диагностирования (КД) объединяют возможности ЛА и ГС. Являются не просто сочетанием произвольных ЛА и ГС. Наиболее значимый режим КД - когда его ЛА и ГС работают как одно целое под управлением МП с общим ПО с согласованным во времени распространением сигналов.

КД используют при проектировании как МПС, так и вообще дискрентных систем. Пример отечественного КД - "Электроника-НЦ-603" - содержит микроЭВМ, видеотерминал, НГМД, принтер.

Оценочные комплексы (ОК) предназначены для проведения отладки МПС на програмном уровне. ОК - это микроЭВМ в минимальном составе, на базе которой создается проектируемая МПС. Дополнительно подключается простейшая клавиатура и дисплей - набор семисегментных индикаторов (или светодиодов). В ОК есть также интерфейс асинхронного последовательного ввода/вывода (для телетайпа или кассетного магнитофона). Через дополнительные разъемы могут к магистрали подключаться разрабатываемые устройства, дополнительная память, другие ИК.

ПО ОК ограничивается монитором в ПЗУ, который обеспечивает для отладки программ пошаговый режим, задание контрольных точек, загрузку и отображение регистров и памяти.

С учетом сравнительной дешивизны ОК вполне приемлем как средство обучения и оценки возможности МП, стенд макетирования, выполнения программ в реальном времени, на реальном МП.

К недостаткам ОК относится неспособность генерировать ПО, а также то, что ОК занимают ресурсы (адресное пространство) проектируемой МПС и не позволяют собирать информацию о поведении системы и управлять этим поведением в реальном времени.

Пример зарубежного ОК - "MDS-1000". Благодаря модулям персональности может работать со многими МП: 8085А, 8088, 8086, Z80A, Z8000, 6800, 8049, 6801, Z8.

Отладочные комплексы (ОтК) предназначены для отладки МПС на програмном уровне описания и отличаются от ОК развитым ПО, увеличенной памятью и усложненным интерфейсом, позволяющим использовать больший диапазон устройств ввода/вывода.

Так же. как и в ОК, здесь основой является микроЭВМ на базе комплекта БИС, который будет применятся в проектируемой системе. Системная магистраль выводится на разъем для подключения ИК, разрабатываемых пользователем.

К достоинствам ОтК относятся возможность программирования на ЯВУ или ассемблерах, широкий набор ВУ, в том числе НГМД, а также развитая ДОС.

Недостатками является то, что они предназначены для одного типа МП, накладывают ограничения на архитектуру проектируемой системы, занимают ресурсы системы и не позволяют собирать информацию о поведении системы и управлять ее поведением в реальном времени.

ОтК имется практически для каждого микропроцессорного набора. Например, для МП К1801ВМ1 - ОтК ДВК "Э-НЦ-8020", для МП КР580 - ОтК "Ока", для К587 - "Интол" и т. д.

Комплексы развития (КР) предназначены для отладки МПС на програмном уровне описания. Они позволяют на этом уровне управлять поведением системы, собирать о нем информацию, эмулировать недостающие устройства проектируемой МПС (МП, ЗУ, ИК, ВУ, т. п.) в режиме реального времени или в режиме, близком к нему.

КР применяют для разработки программ и проведения комплексной отладки в ходе проектирования МПС.

Обобщенно КР состоит из микроЭВМ с периферией и внутрисхемного эмулятора (ВСЭ). Взаимодействие между микроЭВМ и ВСЭ - помагистрали КР. ВСЭ выполняет перичисленные выше функции КР, микроЭВМ готовит информацию для ВСЭ, управляет КР, обрабатывает собранную информацию.

ПО КР обычно состоит из ДОС, системы управления файлами, редакторов текста, кросс-ассемблеров, кросс-компиляторов, драйвера ВСЭ, редактора связей, загрузчика, системного монитора.

На одном КР может работать каждый за своим пультом целый коллектив разработчиков.

ВСЭ подключается к проектируемой системе на то место, где должен быть ее МП. Эиуляция МП и других устройств проектируемой системы позволяет использовать ресурсы КР для ее поэтапной отладки - по мере разработки и изготовления аппаратуры. Например с помощью ОЗУ КР можно моделировать ПЗУ системы.

КР содержат в себе, кроме обычных для комплексов ВУ, также и программаторы.

Самые простые КР - однопроцессорные - вынуждены часть системных ресурсов отдавать под системные функции КР (прерывания и т. п.), что снижает возможности эмуляции.

Более сложные КР имеют независимые (отдельные) МП в ВСЭ со своими отдельными магистралями.

ВСЭ состоит из ряда устройств, объединенных общими целями управления и обмена данными:

· эмулятора МП, предназначенного для физического моделирования МП проектируемой МПС;

· памяти трассировки (для накопления информации о поведении проектируемой системы в реальном времени);

· логического компаратора (для задания условий останова программы пользователя);

· карты адресов (памяти), для распределения и защиты адресного пространства проектируемой МПС;

· эмуляционной памяти (для физического моделирования отсутствующей памяти проектируемой МПС);

· таймера для подсчета времени выполнения программ/участков программ пользователя.;

Эмуляторы МП строятся по одному из трех принципов:

1. на базе дискретной логики;

2. на основе микропроцессорных наборов;

3. на основе МП, для физического моделирования которого предназначен данный ЭМП.

Принципы 1-3 позволяют удовлетворить различным требованиям, возникающим в ходе проектирования, но не обязательно одновременно. Например, при реализации ЭМП по п. 1 имеется много точек доступа, но электрофизические характеристики и функциональные возможности такого ЭМП могут значительно отличаться от тех, что будут у эмулятора, реализованного по п. 3.

Возможный компромисс - изготовление специальных диагностических вариантов кристалла, называемых эмуляционными. Они имеют дополнительные контакты, на которые выведена внутренняя магистраль МП или микроЭВМ.

Проектирование и использование ВСЭ. Сначала проектируемая система (ПрС) не содержит ничего, кроме гнезда (разъема) МП и магистрали. Разработчик составляет схему распределения всуй памяти и системы ввода-вывода, указывает, что вся память пользователя и вся его система ввода-вывода будут физически размещены в КР (рис. 5.1).

КР ПрС

Память данных

Управляющая память

Ввод-вывод системы

Разъем микропроцессора  

Магистраль  

Разъем микропроцессора

Ввод-вывод отладки  

Ввод-вывод системы

Ввод-вывод системы

Память данных

Управляющая память

Разъем микропроцессора

Магистраль

Память данных

Управляющая память

Память данных

Управляющая память

Ввод-вывод системы

Ввод-вывод отладки  

Разъем микропроцессора

Ввод-вывод отладки  

Рис. 5.1. Типичная схема разработки аппартурной части проектируемой системы с использованием ВСЭ

Как только отлажена программа, можно использовать КР для перевода отлаженного кода из памяти эмуляции в полупостоянную (программируемую) память, добавляемую к ПрС. По мере развития ПрС к ней может добавляться и память данных. Каждый раз, когда в ПрС переходит блок памяти, разработчик перестраивает свою схему распределения памяти (см. рис. 5.1). Наконец, к ПрС могут быть подсоединены необходимые ИК ввода-вывода. Здесь разработчик также может перенести порты ввода-вывода из КР в ПрС.

Возможности ВСЭ весьма велики и позволяют использовать все пять отладочных приемов комплексной отладки, о которых шла речь ранее. Они позволяют проектировщику находить практически любые узкие места как в аппартурной, так и в програмной части ПрС.

Комплексы средств отладки МПС (КСО МПС) - это средства отладки МПС, которые позволяют полностью проводить отладку систем на различных уровнях их пердставления. Другое название КСО - "рабочая станция интеграции". Причины создания КСО:

разрозненность функциональных возможностей расиотренных ранее раздельных средств отладки. Так, комплекс развития (КР) ведет отладку МПС на програмном уровне в режиме, близком к реальному, но не может этого делать на логическом уровне и в реальном режиме, когда ПрС отключается от КР, а в ПрС устанавливается МП. ЛА наблюдают за поведением системы, но не управляют ею. Генераторы слов (ГС) управляют поведением МПС, но не могут наблюдать за их поведением, комплексы диагностирования (КД) управляют поведением и наблюдают за поведением МПС, однако не позволяют вести автономную отладку программных средств ПрС, отладочные комплексы (ОтК) лишь автономно отлаживают програмные средства и т. д.;

трудности при сопоставлении описаний поведения системы на разных уровнях ее представления, полученных с помощью раздельных средств отладки

различные приборы и комплексы, не объединенные общей базой данных, общим ПО, представляют информацию на разных языках, в разной форме, что, очевидно, затрудняет анализ. Кроме того, при использовании множества приборов локализация места неисправности сильно затруднена вследствие необходимости так или иначе синхронизировать их;

значительная сложность современных проектируемых МПС и их ПО. Такие системы могут иметь в своем составе несколько асинхронных работающих модулей, каждый из которых базируется на МП. Аппаратура и ПО таких систем обычно создается целой бригадой разработчиков. При отладке таких систем возникают дополнительные сложности, связанные с наблюдением и управлением отдельными МП и их взаимодействием между собой. Для этого может потребоваться несколько ЛА, ВСЭ, ГС.

Имеются два подхода к созданию КСО МПС.

1. Отдельные комплексы, ЛА, ГС, осциллографы и пр. объединяются через стандартные интерфейсы RS-232-C или IEEE-488 в систему, управляемую от одной центральной ЭВМ. В систему объединяются серийно выпускаемые приборы. Поэтому можно создавать различные КСО, наращивать их. В этом - достоинства такого подхода.

Его недостатки:

сопряжение с помощью стандартных интерфейсов, например RS-232-C, имеющие слишком малую для передачи больших объемов информации скорость обмена

сложность обеспечения взаимодействия отдельных приборов и комплексов в режиме реального времени.

2. Создаются специальные комплексы с необходимыми функциями отладки.

К образцам КСО МПС можно отнести: у нас - "Э-НЦ-803", за рубежом - ATLAS.

В "Э-НЦ-803" входят ЭВМ, блоки логических устройств модуля персональности или/и электрофизического сопряжения или/и эмулятора МП. В качестве ЭВМ может быть использована любая ЭВМ, совместимая по архитектуре с СМ ЭВМ с ОС РАФОС: ДВК "Э-НЦ-8020", "Э-60", СМ-3, СМ-4, "Э-100-25" и др.

Дата добавления: 2014-12-16