איתור באגים במיקרו-בקרים באמצעות אמולטור ROM. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מיקרו-בקרים

 הערות למאמר

המורכבות של פיתוח וניפוי באגים של תוכנית העבודה של מכשיר אלקטרוני המכיל מיקרו-מעבד קובעת לעתים קרובות את עלות הפיתוח שלו בכללותו. במיקרו-בקרים (MCUs) המשלבים זיכרון וחלק מהתקנים היקפיים, הדבר בולט במיוחד. אחד הכלים שמקלים מאוד על איתור באגים הוא אמולטור ה-ROM המתואר ב-[1]. מאמר זה מתאר את הטכנולוגיה לעבודה איתו. יכולות איתור באגים אינן מוגבלות לטכניקות המתוארות. התהליך הזה, כמו עיצוב בכלל, הוא במידה מסוימת אומנות: כל אחד יוצר את "המוזיקה שלו" לאותו כלי. נהיה אסירי תודה לקוראים שישתפו את הכלים והשיטות המקוריים שלהם לאיתור באגים בתוכניות MK.

המורכבות ועוצמת העבודה של תהליך איתור באגים בתוכנת MK נקבעת על ידי הגורמים הבאים [2]:

• קשר חזק בין חלקי התוכנה והחומרה של המערכת;
• היעדר גישה ישירה למשאבים פנימיים ולנקודות בקרה של חבר הכנסת;
• טבע מרובה סיביות של אותות, המופץ בצורה מורכבת בזמן;
• קצב חזרות לא תקופתי או נמוך מאוד של אותות במערכת;
• מגוון רחב של מכשירים ופרוטוקולים חיצוניים להחלפת מידע איתם.

ניתן להשתמש בציוד בדיקה מסורתי (לדוגמה, אוסצילוסקופ) רק במידה מוגבלת לאיתור באגים של MCUs.

השיטה הפשוטה ביותר (ויחד עם זאת הבלתי יעילה ביותר) של איתור באגים היא "שיטת ניסוי וטעייה": טעינת תוכנית לתוך התקן זיכרון לקריאה בלבד (RPM הניתן לתכנות מחדש), ניסיון להפעיל אותה, איתור ותיקון שגיאות ב- תוכנית וחומרה, מחיקת ה-ROM, טעינת התוכנה מחדש וכו' ד.התהליכי מחיקה וכתיבת נתונים לשבב EEPROM לוקחים הרבה זמן, ולאחר מספר מסוים של מחזורי תכנות מחדש הוא נכשל לחלוטין. התקנה והסרה חוזרת של המיקרו-מעגל מפחיתה את האמינות של המגעים החשמליים בשקע ה-ROM. אין כמעט אפשרות להשיג מידע באגים על המערכת.

כיום, מיקרו-בקרים מתבצעים לרוב באגים באמצעות כלים צולבים המבוססים על מחשב אישי. זה מאפשר הסחת דעת מינימלית של משאבי ח"כ. ההתקן שפותח באגים, כפי שמוצג באיור, מחובר למחשב באמצעות כלי כלשהו, ​​למשל, אמולטור ROM. קומפלקס כזה מאפשר לך להוריד ולערוך תוכנית, להזין לתוכה מודולי בדיקה, לקבל מידע מסוים על המערכת ועוד הרבה יותר, עליו נדון בהמשך.

למרות שאמולטורים של ROM אינם הכלי היחיד או החזק ביותר לניפוי באגים, הם עדיין פופולריים. "אורך החיים" שלהם מוסבר בעצמאותם מסוג הח"כ (נדרשת רק יכולת עבודה עם זיכרון תוכניות חיצוני), תפעול בזמן אמת, מחיר נמוך ונגישות למגוון רחב של מפתחי ציוד וחובבי רדיו. הבה נבחן את הטכנולוגיה של איתור באגים בתוכניות באמצעות אמולטור ROM באמצעות הדוגמה של מיקרו-בקרים ממשפחת MCS-51 (8031, 8051, 80C31, 80C51. KR1816BE31, KR1816BE51, KR1830BE31, KR1830BE51, וכו ').

כאשר מתחילים באגים, יש צורך לבדוק את הפונקציונליות של חומרת המערכת וה-MK עצמו. לשם כך, אתה יכול להשתמש במבחני "חשבון חינם" [3]. המורכבים מחיפוש בכל שילובי הקוד האפשריים בקווים של יציאות MK. במהלך הבדיקה, קווי היציאה יוגדרו למצב הפלט, אז קודם כל, בדקו מתרשים המעגלים של ההתקן שניתוק באגים שהם לא נטענים ביציאות של אלמנטים אחרים. נתק באופן זמני עומסים כאלה, אם קיימים.

טען את אמולטור ה-ROM עם קודי פקודה "ללא פעולה" (NOP) בתוך כל מרחב הכתובות של תוכניות MK. עבור MCS-51 זהו קוד 00Н. בעת ביצוע "תוכנית" כזו, המיקרו-בקר מחפש ברצף את כל כתובות זיכרון התוכנית. בדוק את האותות של ALE, PME ויציאות P0, P2 עם אוסילוסקופ. האוסילוגרמות בקווי היציאה חייבות להתאים לדיאגרמות התזמון של המונה הבינארי, תוך התחשבות בריבוי הבתים הנמוכים של הכתובת והנתונים ב-P0.

לאחר מכן, בדוק את היציאות P1 ו-R1 על ידי טעינת תוכנית הבדיקה המפורטת בטבלה 00 לאמולטור ה-ROM. 0. הוא מוציא רצף של קודים מ-XNUMXH עד XNUMXFFH על הקווים של היציאות שצוינו, המדמה מונה בינארי של שמונה סיביות. אם האוסילוגרמות מתאימות לאלו הנדרשות, שחזר את העומסים המנותקים מהיציאות והמשך לאיפוי באגים בתוכנית העבודה של חבר הכנסת. זכור שאתה מנקה באגים בחלקי התוכנה והחומרה של המערכת בו זמנית, ואל תשכח לנטר מעת לעת את האותות בנקודות בקרה עם אוסילוסקופ. הפער בין סוג האותות לרעיונות שלך לגביהם הוא סיבה לשיקוף רציני ולבדיקות נוספות.

כדי להקל על פיתוח וניפוי באגים, עליך לדבוק בעיקרון המודולרי של התכנות, כלומר לחלק את תוכנית MK לחלקים לפי פונקציונליות. זה יקל על העברה של מודולים בודדים, ובמידת הצורך להשתמש בהם בפרויקטים אחרים. המודול שאליו מועברת השליטה לאחר הפעלת החשמל או איפוס ה-MK נקרא הראשי או הראשי. כדאי להעביר את השליטה לנקודת הכניסה לתוכנית באמצעות פקודת קפיצה ולא בקריאה תת שגרתית, כדי לא להעמיס את הערימה בכתובת ההחזרה.

כדי להימנע מתוצאות תוכנית בלתי צפויות, הקפד להקצות ערך התחלתי לכל משתנה לפני השימוש בו בפעם הראשונה. במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך לאתחל ציוד היקפי. בלוק האתחול ממוקם בתחילת מודול התוכנית הראשי.

תצוגה משוערת של מודול התוכנה הראשי בתחילת איתור הבאגים מוצגת בטבלה. 2. הוא מכיל רק את נקודת הכניסה לתוכנית ואת מטפל היציאה. למרות שפלט כזה נמצא בשימוש נדיר ביותר במערכות מיקרו-בקר, יש לספק אותו לצורך השלמתם הנכונה של מצבי חירום. בדוגמה הנבדקת, לאחר סיום העבודה, התוכנית "לולאת". הוא יוצא ממצב זה רק על ידי הפעלה מחדש של המערכת עם אות איפוס חומרה.

במהלך איתור באגים, מודולי תוכנה אחרים מתווספים למודול הראשי כשהם מוכנים. הסדר שבו הם מחוברים וניפוי באגים משחק תפקיד חשוב. עליך להתחיל עם הדרייברים של התקני פלט מידע (תצוגה, ממיר דיגיטלי לאנלוגי וכו'), ולבצע את השיחות שלהם במודול הראשי. ואז מנהלי ההתקן של ההתקנים ההיקפיים הנותרים ושגרות עיבוד הנתונים מנופות באגים, ורק לאחר מכן נבדקת הפעולה המשותפת של כל מודולי התוכנה. אם יש תצוגה אלפאנומרית, מנהל ההתקן שלה מנותק תחילה ומשמש בעתיד להצגת מידע באגים, למשל, תוכן זיכרון הנתונים הפנימי של ה-MK. אם נעשה שימוש באמולטור ROM כך שהמידע הכלול בו יכול להיכתב ולקרוא הן על ידי מחשב הבקרה והן על ידי ההתקן המנוגד באגים, ה-MK יכול למקם נתוני איתור באגים באזור הזיכרון הפנוי של אמולטור ה- ROM, והפקד המחשב קורא אותם ומציג אותם על הצג שלו.

לדוגמה, כדי להוציא את התוכן של זיכרון RAM הנתונים הפנימי של ה-MK, חבר את פלט אות הכתיבה שלו לזיכרון הנתונים החיצוני (WR) עם כניסת אות הכתיבה של אמולטור ה-ROM והשתמש בתת-השגרה המפורטת בטבלה. 3. ההנחה היא שגודל זיכרון התוכנה של ההתקן שפותח באגים אינו עולה על 32 KB, לכן מידע איתור הבאגים המוצב בזיכרון האמולטור מתחיל בכתובת 8000H. התוכן של האוגרים R0 ו-R1 נשלח בנפרד, מכיוון שהם משמשים מאוחר יותר בתת-השגרה לארגון הלולאה. לאחר הפלט של מידע איתור הבאגים, תוכנית MK מושעה, התוכן של תאי הזיכרון של אמולטור 8000H-807FH ROM נקרא על ידי מחשב הבקרה, מוצג ומנתח. באופן דומה, ניתן להציג את התוכן של כל אוגרי ה-MK הנגישים תוכניתית.

כאשר מתחילים לנפות באגים במנהל ההתקן של התקן היקפי, נתק ממנו באופן זמני את אותות הבקרה שנוצרו על ידי המיקרו-בקר כדי למנוע כשל אפשרי במכשיר עקב שגיאות בתוכנית. אם התהליך הוא חד פעמי באופיו, "לולאה" אותו ותכנת את אות סנכרון האוסילוסקופ במידת הצורך. נפה באגים בדרייבר על ידי ניטור האותות שנוצרו על ידי ה-MC עם אוסילוסקופ. לאחר שווידאת שדיאגרמות התזמון של אותות הבקרה תואמות לאלו הנדרשים, חבר את ההתקן ההיקפי והמשך באגים במנהל ההתקן על חומרה אמיתית. לבסוף, הסר רכיבי ניפוי באגים ממודול התוכנה ובדוק את פעולתו בצורתו הסופית.

השימוש במשאבי MK משותפים על ידי מודולים שונים מוביל לעתים קרובות למדי לעובדה שהתוכנה שנוגדה באגים מפסיקה לפעול כאשר תת שגרת נוספת מתווספת. לכן, לאחר איתור באגים במודול הבא, ודא שכל הדרייברים ותתי השגרות שנוגלו בעבר ימשיכו לפעול כהלכה. אם התוכנית שלך משתמשת בהפרעות, אל תבטל אותן אלא אם כן הכרחי. אין להסיר מודול שפותח באגים מהתוכנית, גם אם אין בו צורך כרגע.

כאשר ה-MK קופא, שיטת לוקליזציית השגיאות הבאה שימושית: הזן נקודות בקרה לתוכנית המציגות מספרים הולכים וגדלים בתצוגה. לאחר ההקפאה, התצוגה תציג את המספר המתאים לנקודת הבידוק האחרונה שעברה בהצלחה. אם כמה מהנקודות הללו נתפסות בלולאה אינסופית, המספרים בתצוגה ישתנו במהירות. על מנת לקבוע אילו נקודות כלולות בלולאה, תצטרכו להאט באופן מלאכותי את שינוי המספרים על ידי קביעת עיכוב תוכנה בעת הפלט של כל אחת מהן, למשל, בצורה של לולאה סרק. אם למערכת שניתוק באגים אין תצוגה מובנית, ניתן להציג מידע על הצג של מחשב הבקרה דרך אזור הזיכרון הפנוי של אמולטור ה-ROM.

לאחר ניפוי באגים בכל מנהלי ההתקנים, אנו מתחילים לנפות באגים בשגרות אחרות. אם מישהו מהם מיישם אלגוריתם מורכב לעיבוד או המרת נתונים, הצגת ערך משתנה ביניים אחד או יותר לרוב אינה מספקת מידע מספיק לניתוח שגיאות. כתיבת מידע ניפוי באגים של הנפח הנדרש לאזור הזיכרון הפנוי של ה-ROM אמולטור יעזור להתגבר על הקשיים כאן.

לאחר שהשגת פעולה רגילה של כל מודולי התוכנה, אתה יכול לנפות אותם יחד. הקשיים המתעוררים במקרה זה מתחלקים לשתי קבוצות. הראשון כולל את הבעיות של שיתוף משאבים משותפים של המיקרו-בקר: יחידה אריתמטית-לוגית, זיכרון נתונים, יציאות קלט-פלט. השני קשור לתפעול של התקני מיקרו-בקר בזמן אמת.

מערכות בזמן אמת הן בדרך כלל מרובות פתילים. מספר משימות תוכנה (שרשורים) פועלות במקביל, תוך אינטראקציה זו עם זו ומשתמשות במשאבים משותפים. אבל בכל רגע, ה-MC, בשל המבנה שלו, פותר רק אחד מהם, עובר לסירוגין לאחרים, תוך התחשבות בעדיפות. קונפליקטים בין משימות נוצרים הן עקב מחסור במשאבים והן עקב חוסר זמן לעיבוד נתונים. לכן, שימו לב במיוחד למשאבי MC המשמשים במודולי תוכנה, ולעיתים קרובות עקוב אחר שינויים במצבם על ידי הצגת מידע באגים. נסו לצמצם את מספר המשתנים הגלובליים, והחליפו אותם במקומיים במידת האפשר. עקוב אחר מצב הערימה. הערך את זמן הביצוע של חלקים קריטיים בתוכנית, בדוק את המערכת עבור ערכים שונים של אותות קלט האפשריים בפועל.

באמצעות אמולטור ROM, ניתן גם לבצע ניפוי באגים בתוכנה המיועדת לעבוד בזיכרון הפנימי של ה-MK, אם תציב אותה באופן זמני בזיכרון התוכנה החיצוני. מכיוון שבמקרה זה היציאות P0 ו-P2 יהיו עסוקים בשירות הזיכרון החיצוני, אז אם קווי ה-I/O הפנויים הנותרים של ה-MK אינם מספיקים, P0 ו-P2 מוחלפים ביציאות I/O הכתובות כתאי זיכרון נתונים חיצוניים. הם מחוברים לפי מעגלים סטנדרטיים, באמצעות אוגרי טריגר להגדלת מספר קווי המוצא, ואלמנטים עם שלושה מצבי מוצא להגדלת מספר קווי הקלט.

לאחר איתור באגים במערכת באמצעות אמולטור, הסר ממנו רכיבי איתור באגים, כתוב את התוכנית ל-ROM (או לזיכרון התוכנה הפנימי של ה-MK) ובדוק את פעולת המכשיר בצורתו הסופית.

ספרות

1. Vydolob G., Kudryashov V., Samoilov V. ROM/RAM אמולטור RE020. - רדיו, 1997. מס' 11, עמ' 30-32.
2. Zelenko G.V., Ivannikov A.D., Sypchuk P.P. עיצוב וניפוי באגים של מערכות מיקרו-מעבד. - מ' הנדסת מכונות. 1982.
3. Williams G.B. איתור באגים במערכות מיקרו-מעבד: טרנס. מאנגלית - M Energoatomizdat. 1988

מחברים: G. Vydolob, V. Samoilov, מוסקבה (זלנוגרד)

ראה מאמרים אחרים סעיף מיקרו-בקרים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

התמצקות של חומרים בתפזורת 30.04.2024

יש לא מעט תעלומות בעולם המדע, ואחת מהן היא ההתנהגות המוזרה של חומרים בתפזורת. הם עשויים להתנהג כמו מוצק אבל פתאום הופכים לנוזל זורם. תופעה זו משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים, ואולי סוף סוף נתקרב לפתרון התעלומה הזו. דמיינו חול בשעון חול. בדרך כלל הוא זורם בחופשיות, אך במקרים מסוימים החלקיקים שלו מתחילים להיתקע, והופכים מנוזל למוצק. למעבר הזה יש השלכות חשובות על תחומים רבים, מייצור תרופות ועד בנייה. חוקרים מארה"ב ניסו לתאר תופעה זו ולהתקרב להבנתה. במחקר ערכו המדענים סימולציות במעבדה באמצעות נתונים משקיות של חרוזי פוליסטירן. הם גילו שלרעידות בתוך קבוצות אלה יש תדרים ספציפיים, כלומר רק סוגים מסוימים של רעידות יכלו לעבור דרך החומר. קיבלו ... >>

ממריץ מוח מושתל 30.04.2024

בשנים האחרונות התקדם המחקר המדעי בתחום הנוירוטכנולוגיה ופותח אופקים חדשים לטיפול בהפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות שונות. אחד ההישגים המשמעותיים היה יצירת ממריץ המוח המושתל הקטן ביותר, שהוצג על ידי מעבדה באוניברסיטת רייס. מכשיר חדשני זה, הנקרא Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), מבטיח לחולל מהפכה בטיפולים על ידי מתן יותר אוטונומיה ונגישות למטופלים. השתל, שפותח בשיתוף מוטיב נוירוטק ורופאים, מציג גישה חדשנית לגירוי מוחי. הוא מופעל באמצעות משדר חיצוני באמצעות העברת כוח מגנו-אלקטרי, ומבטל את הצורך בחוטים ובסוללות גדולות האופייניות לטכנולוגיות קיימות. זה הופך את ההליך לפחות פולשני ומספק יותר הזדמנויות לשיפור איכות החיים של המטופלים. בנוסף לשימוש בטיפול, להתנגד ... >>

תפיסת הזמן תלויה במה מסתכלים 29.04.2024

המחקר בתחום הפסיכולוגיה של הזמן ממשיך להפתיע אותנו בתוצאותיו. התגליות האחרונות של מדענים מאוניברסיטת ג'ורג' מייסון (ארה"ב) התבררו כמדהימות למדי: הם גילו שמה שאנו מסתכלים עליו יכול להשפיע רבות על תחושת הזמן שלנו. במהלך הניסוי, 52 משתתפים עברו סדרה של מבחנים, העריכו את משך הצפייה בתמונות שונות. התוצאות היו מפתיעות: לגודל ולפרטי התמונות הייתה השפעה משמעותית על תפיסת הזמן. סצנות גדולות יותר ופחות עמוסות יצרו אשליה של זמן מאט, בעוד שתמונות קטנות ועמוסות יותר נתנו תחושה שהזמן מואץ. חוקרים מציעים שעומס חזותי או עומס יתר על הפרטים עלולים להקשות על תפיסת העולם סביבנו, מה שבתורו יכול להוביל לתפיסה מהירה יותר של זמן. לפיכך, הוכח שתפיסת הזמן שלנו קשורה קשר הדוק למה שאנו מסתכלים עליו. יותר ויותר קטן ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון מכוניות חשמליות סיניות תקציביות 11.11.2021 רכבים חשמליים סיניים, שמחיריהם ירדו בשנים האחרונות, הפכו זולים בהרבה מעמיתיהם האירופים - במקרים מסוימים פי שניים. רוב היצרנים הסיניים מכוונים לשוק ההמוני, בעוד שהם מתאימים מכוניות שפורסמו בעבר עם מנועי בעירה פנימית למנועים חשמליים. זה מאפשר לך להרחיב ביעילות את הקהל שלך. במהלך 10 השנים האחרונות, העלות הממוצעת של כלי רכב חשמליים ירדה כמעט בחצי (ב-47%). עם זאת, אם ניקח את הקטע של מכוניות בגודל מלא, אז המחיר הממוצע ירד פי 2011 מאז 2,75. בסין, רכבים חשמליים עירוניים קטנים הם המובילים במכירות, שנבחרו על ידי 40% מהקונים. המחיר הממוצע שלהם הוא 6,7 אלף יורו. הדגם הפופולרי ביותר הוא Wuling Hongguang Mini EV, צ'רי הוציאה לאחרונה מכונית דומה מאוד, שעמדה מיד בראש טבלת המכירות. בתשעת החודשים הראשונים של 9, מכירות הרכבים החשמליים הסיניים גדלו ב-2021%. במשך שלושה רבעים נמכרו בסין 190 מיליון כלי רכב חשמליים, שהיוו 1,8% מסך המכוניות שנמכרו. פלח הרכבים החשמליים חייב הרבה מהצלחתו למדינה. הדחף העיקרי להתקדמות הוא שר המדע והטכנולוגיה הסיני וואן גאנג, שעבד בעבר כמהנדס באאודי. מטרתו העיקרית הייתה עקירת מכוניות אירופאיות מהשוק, כמו גם מאבק בזיהום האוויר. מאז 2009, סין מפתחת תוכניות להפחתת פחמן דו חמצני באטמוספרה. בנוסף, סין מקצה סובסידיות שונות לחברות רכב. כתוצאה מכך, ייצור הרכבים החשמליים הפך ליציב וזול משמעותית.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מצלמת פעולה Garmin VIRB Ultra 30

▪ טיטאניק נאכלת על ידי חיידקים

▪ HP EliteBook Folio Notebook PC

▪ מערכת CoaXPress

▪ דרך אקולוגית למחזר פאנלים סולאריים ישנים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר חיים של פיזיקאים מדהימים. בחירת מאמרים

▪ מאמר לחם יומי. ביטוי עממי

▪ מאמר מדוע בנג'מין פרנקלין התנגד לשים את הנשר על סמל ארה"ב? תשובה מפורטת

▪ מאמר אופני סילון מים. הובלה אישית

▪ מאמר מגבר כלכלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מטען לתאים גלווניים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024