ARM构架在32位微控制器领域的应用

调试技术

设计师转移到32位架构的最大区别在于代码调试的工具和技术。8位单片机的特点是使用在线仿真器(ICE)调试，它随着不同新产品的发布变得越来越复杂。为了满足性能的需求和价格要求，8位单片机供应商已经衍生出许多不同的片上外设，存储器选项和引脚数量。

该策略衍生出大量不同的单片机，每一种均需要不同的ICE。调试工具提供商采用灵活的策略来降低复杂性，复用他们基本的ICE平台。然而开发团队依然难以决定使用何种衍生芯片，并购买相应的调试工具。

然而当他们进入32位设计领域时，设计者将有更丰富的片上调试工具以供选择。学习的道路依然艰难，但如JTAG、ARM嵌入式ICE-RT和嵌入式Trace Macrocell（ETM）将最终指明走出8位衍生芯片泥沼道路的方向。（如图1）

这些技术对于SoC和ASIC的ARM开发工程师非常好理解，但对于刚转向32位的系统设计者来说需要一些解释。以ARM7DTMI为例，该内核包含 EmbeddedICE-RT技术，这项技术允许在调试中产生中断，从而使得中断服务程序(ISR)得到执行。

这种实时能力是对EmbeddedICE技术的加强。EmbeddedICE是一种基于JTAG的ARM的内核调试通道，它处理典型的ICE功能，例如条件断点，单步运行。因为这些设备都在片上，EmbeddedICE-RT技术将避免使用笨重的、不可靠的探针接插设备。嵌入在芯片中的调试模块与外部的系统时序独立，它可以直接运行在芯片内部的时钟速度。

在8位世界中，背景调试模式(BDM)技术被广泛地用于实时指令追踪以控制寄存器、总线和存储器。相对应的ARM工具是ETM (Embedded Trace Macrocell)。触发点和过滤功能由调试软件配置并通过标准JTAG接口传输到ETM上。利用已有可编程的跟踪器，追踪端口可配置为4位、8位或16位数据总线宽度。就像8位仿真工具一样，在仿真时外设和中断程序依然能够继续运行。

ARM的中断向量控制器(VIC)对很多人来说是一个不太熟悉的技术。实时嵌入式系统中往往有大量的中断源，确定它们的优先级并有效地加以处理是十分重要的。VIC对于管理中断是一种非常理想的方案。从结构（图2）上来看，它将中断控制器移到了AMBA AHB总线上；从功能上看，它支持最多32个标准中断，16个IRQ向量中断，硬件中断优先级控制和链式控制器等一些其它特性。

关于工具

毫无疑问，我们值得向ARM 32位构架转变。在转变之前，我们可以预见到ARM注定会成为一个被广泛采用的32位结构体系解决方案。但与8位世界一样，嵌入式应用依旧对成本敏。