Внутрисхемный эмулятор

Одним из главных обстоятельств, затрудняющих отладку МПС, является недоступность внутренних элементов БИС для тестовых воздействий и непосредственного контроляих состояний. Контроль и изменение состояний внутренних элементов БИС осуществляются косвенно, путем передачи информации от внутренних элементов БИС к ее выводам при контроле и в обратном направлении при изменении состояния элементов.

Внутрисхемный эмулятор (ВСЭ) - это наиболее мощное и универсальное отладочное средство, которое делает процесс функционирования отлаживаемой системы прозрачным, то есть легко контролируемым, произвольно управляемым и модифицируемым. Основная область применения ВСЭ в настоящее время - это разработка встраиваемых систем на базе однокристальных микроконтроллеров. ВСЭ представляет собой программно-аппа ратное средство, способное заменить эмулируемый МК в реальной схеме.

Стыковка ВСЭ с отлаживаемой системой производится при помощи кабеля со специальной эмуляционной головкой, которая вставляется в разъем на плате отлаживаемой МПС вместо МК. Если МК нельзя удалить из отлаживаемой системы, то использование эмулятора возможно, только если этот микроконтроллер имеет отладочный режим, при котором все его выводы находятся в третьем состоянии. В этом случае для подключения эмулятора используют специальный адаптер-клипсу, который подключается непосредственно к выводам эмулируемого МК. При этом процессор системы проектирования (хост-процессор) выполняет все функции целевого МК и к тому же позволяет отслеживать ход вычислительного процесса.

С точки зрения процесса отладки ВСЭ выполняет в составе отладочного комплекса следующие функции:

• управление ходом вычислительного процесса в макетном образце МПС: инициализацию начального состояния управляющих и информационных регистров МК и запуск программы отлаживаемой МПС по шагам или до выполнения заданного условия;
• сбор информации о ходе вычислительного процесса отлаживаемой МПС и передачу ее в отладочный комплекс для преобразования, анализа, отображения и документирования;
• задание программных воздействий на макетный образец непосредственно из ОЗУ отладочного комплекса.

Прекращение эмуляции исполнения происходит при появлении заданного события, которое прерывает программу пользователя и передает управление хост-процессору для исполнения программ режима опроса.

События, вызывающие прерывание программы, могут включать:

• выполнение заданного числа шагов;
• появление заданной комбинации логических состояний на шинах МПС;
• появление заданной последовательности таких комбинаций.

Система проектирования содержит карту адресного пространства, хранящую информацию о заданном отображении для каждого блока адресного пространства памяти и блока портов ввода-вывода разрабатываемой системы. Таким образом, пользователь может в ходе отладки"подставлять" вместо еще отсутствующих в макете областей памяти или внешних устройств области памяти или устройства системы проектирования. В ходе эмуляции по карте адресного пространства для каждого обращения к памяти или порту ввода-вывода из эмулируемой программы определяется, следует ли их отрабатывать как обращение к реальным устройствам разрабатываемой МПС или как обращение к устройствам системы проектирования, подменяющим эти устройства. По мере отладки тех или иных устройств целевой системы они могут физически размещаться на плате с соответствующим изменением карты адресного пространства.