基于JTAG的ARM芯片系统调试

观测、修改处理器或系统状态。这可以通过属于JTAG端口访问的扫描路径实现。访问处理器状态的方法是中止处理器，再在处理器指令序列中强制插入一条多寄存器存取指令。然后通过扫描链向处理器加入时钟，使处理器将寄存器内容送到数据端口。每个寄存器的值都可以被扫描链采样并移出。

2) 调试

基于ARM的包括EmbeddedICE模块的系统芯片通过JTAG端口和协议转换器与主计算机连接。这种配置支持正常的断点、观察点以及处理器和系统状态访问，(除上面介绍的comms端口以外)这是程序设计人员在本地或基于ICE的调试中习惯采用的方式。采用适当的主机调试软件，以较少的硬件代价得到完全的源代码级调试功能。4 ARM的嵌入式跟踪

EmbeddedICE提供的断点及观察点将使处理器偏离正常执行序列，破坏了软件的实时行为，它不能完成实时操作调试功能。ARM结构的处理器采用嵌入式跟踪宏单元ETM很好的解决了系统实时调试的问题。

4.1 硬件电路

EmbeddedICE单元支持断点和观察点功能并提供主机和目标软件的通信通道。ETM单元[5]压缩处理器接口信息并通过跟踪端口送到片外。这两个单元都由JTAG端口控制。SoC外部的EmbeddedICE控制器用于将主机系统连接到JTAG端口，跟踪端口分析器使主机系统与跟踪端口对接。主机通过一个网络可以与跟踪端口分析器和EmbeddedICE二者连接。

4.2 实现原理

由调试软件配置并通过标准JTAG接口传输到ETM上。在程序执行时ETM可以通过产生对处理器地址、数据及控制总线活动的追踪(Trace)来获得处理器的全速操作情况。在实时仿真时外设和中断程序依然能够继续运行。用户控制断点和观察点的设置并可以配置各种跟踪功能。跟踪触发条件可以指定，跟踪采集可以在触发之前、之后或以触发为中心可以选择跟踪是否包括数据访问。跟踪采集可以是数据访问的地址、数据本身，也可以是两者兼有。

ETM是使用软件通过JTAG端口进行配置的，所使用的软件是ARM软件开发工具的一个扩展。跟踪数据从跟踪端口分析仪下载并解压，最终反链接到源代码。

5 应用实例

下面以S3CEV40开发板[4]为例，介绍ARM调试结构应用。S3CEV40采用的CPU为Samsung公司的S3C44B0X，是国内应用广泛的基于ARM7TDMI内核的SoC。其调试系统的硬件结构如图2：

计算机的并行口和Embest PowerICE for ARM仿真器的DB25接口通过标准的DB25公、母转换电缆连接。Embest PowerICE for ARM仿真器通过一个的IDC头的直通电缆(1-1， 2-2，… 20-20)与目标板的JTAG接口相连接。20芯的Embest PowerICE for ARM仿真器接口的定义如图3所示：

S3CEV40所用到的调试软件为EmbestIDE集成开发环境，它提供源码级调试，提供了图形和命令行两种调试方式，可进行断点设置、单步执行、异常处理，可查看修改内存、寄存器、变量等，可查看函数栈，可进行反汇编等。它为用户提供2种调试方法：

脱机调试：Embest IDE for ARM带ARM指令集模拟器，用户能在PC上调试ARM应用软件。

下载调试：Embest IDE将程序通过仿真器下载到开发板，直接进行调试。

Embest IDE的调试功能包括：断点功能;程序的单步执行;变量监视功能，随程序运行同步更新变量，变量值即时修改;寄存器即时查看与修改;存储器查看与修改，存储器内容显示格式定制;堆栈显示;同时提供图形界面操作和命令行操作方式;支持被调试代码的多种显示模式，能以源码、汇编、混合等形式来显示程序;具有与MS Visual Studio类似的调试菜单功能：Go，Stop，Reset，Step into，Run to Cursor等;程序的上载和下载。

6 结束语

本文介绍了32位ARM嵌入式处理器的调试技术。在JTAG边界扫描技术的基础上介绍了ARM的EmbeddedICE及嵌入式跟踪并在此基础上介绍了一个系统调试实例。嵌入式调试技术是嵌入式软硬件开发中必要的一环，掌握了它能在开发中起到事半功倍的作用。

嵌入式技术正在日新月异的发展着，嵌入式调试技术也不是一成不变的，它必将随着高速、低功耗Soc的发展而进步。