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嵌入式系统9嵌入式系统开发
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一、嵌入式开发的特点
1. 需要集成软硬件开发环境
嵌入式应用软件开发要使用交叉开发环境。
交叉开发环境集成了编辑器、交叉编译器、交叉调试器、仿真软件(simulator)、工程管理器于一体
通信息来进行调试。
驻留监控软件
Resident Monitors
或ROM Monitor
插桩Stub
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步骤
调试器与被调试程序的通信调试器与目标操作系统通过指定通信端口（串口、网卡、并口）遵循远程调试协议进行通信。
被调试程序产生异常和时通知调试器目标操作系统的所有异常处理最终都要转向通信模块，告知调试器当前的异常号；调试器据此向用户显示被调试程序产生了哪一类异常。
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调试器控制、访问被调试程序调试器的这类请求实际上都将转换成对被调试程序的地址空间或目标平台的某些寄存器的访问，目标操作系统接收到这样的请求可以直接处理。对于没有虚拟存储概念的简单的嵌入式操作系统而言，完成这些任务十分容易。
调试器识别有关被调试程序的多任务信息并控制某一特定任务由目标操作系统提供相关接口。目标系统根据调试器发送的关于多任务的请求，调用该接口提供相应信息或针对某一特定任务进行控制，并返回信息给调试器。
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调试器处理与目标硬件平台相关的信息第2条所述调试器应能根据异常号识别目标平台产生异常的类型也属于这一范畴，这类工作完全可以由调试器独立完成。支持多种目标平台正是GNU GDB的一大特色。
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目标操作系统支持
远程调试协议的通信模块（包括简单的设备驱动）
多任务调试接口
改写异常处理的有关部分
定义一个设置断点的函数
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目标操作系统添加的这些模块统称为“插桩”
若驻留于ROM中则称为ROM monitor
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通用操作系统也有具备这类模块
编译运行于Alpha、Sparc或PowerPC平台的LINUX内核时若将kgdb开关打开，就相当于加入了插桩。
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调试过程
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Stub的本质
软件接管目标系统的全部异常处理（exception handler）和部分中断处理
在其中插入调试端口通信模块，与主机的调试器交互
不用于正式发布的调试版
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Debugging
片上调试是在处理器内部嵌入额外的控制模块，当满足了一定的触发条件时进入某种特殊状态
在该状态下，被调试程序停止运行，主机的调试器可以通过处理器外部特设的通信接口访问各种资源（寄存器、存储器等）并执行指令。
主机通信端口与目标板调试通信接口
信号转换电路板连接
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内嵌的控制模块
以基于微码的监控器（microcode monitor）或纯硬件资源的形式存在
包括一些提供给用户的接口（如断点寄存器等）
具体产品有Motorola CPU16、CPU32、Coldfire系列的BDM（Background Debug Mode），Motorola PowerPC 5xx、8xx系列的EPBDM（Embedded PowerPC Background Debug Mode），IBM、TI的JTAG（Joint Test Action Debug，IEEE标准），还有OnCE、MPSD等等。
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EPBDM的执行流程
相当于用处理器内嵌的调试模块接管中断和异常处理。
用户通过设置调试许可寄存器（debug enable register）来指定哪些中断或异常发生后处理器直接进入调试状态，而不是操作系统的处理程序。
1、进入调试状态后，内嵌调试模块向外部调试通信接口发出信号，通知一直在通信接口监听的主机调试器
2、调试器便可通过调试模块使处理器执行任意系统指令（相当于特权态）。
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3、所有指令均通过调试模块获取，所有load/store 均直接访问内存，缓存（cache）和存储管理单元（MMU）均不可用
4、数据寄存器被映射为一个特殊寄存器DPDR，通过mtspr和mfspr指令访问。
5、调试器向处理器送rfi(return from interrupt)指令便结束调试状态，被调试程序继续运行。
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OCD(片上调试)的特点
优点：
不占用目标平台的通信端口
无需修改目标操作系统
能调试目标操作系统的启动过程，大大方便了系统开发人员。
缺点：
软件工作量的增加
调试器端除了需补充对目标操作系统多任务的识别、控制等模块
针对使用同一芯片的不同开发板编写各类ROM、RAM的初始化程序。
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JTAG仿真器
也称为JTAG调试器
通过CPU芯片的JTAG边界扫描口进行调试的设备
JTAG调试的目标程序是在目标板上执行
JTAG接口还常用于实现ISP（In-System Pro