|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Gỡ lỗi vi điều khiển bằng trình giả lập ROM. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ vi điều khiển Sự phức tạp của việc phát triển và gỡ lỗi chương trình làm việc của một thiết bị điện tử có chứa bộ vi xử lý thường quyết định toàn bộ chi phí phát triển của nó. Trong các bộ vi điều khiển (MCU) tích hợp bộ nhớ và một số thiết bị ngoại vi, điều này đặc biệt rõ ràng. Một trong những công cụ tạo điều kiện thuận lợi cho việc gỡ lỗi là trình mô phỏng ROM được mô tả trong [1]. Bài viết này mô tả công nghệ để làm việc với nó. Khả năng gỡ lỗi không bị giới hạn ở các kỹ thuật được mô tả. Quá trình này, giống như thiết kế nói chung, ở một mức độ nào đó là một nghệ thuật: mọi người đều tạo ra “âm nhạc của riêng mình” cho cùng một loại nhạc cụ. Chúng tôi sẽ biết ơn những độc giả đã chia sẻ các công cụ và phương pháp ban đầu của họ để gỡ lỗi chương trình MK. Độ phức tạp và cường độ lao động của quá trình gỡ lỗi phần mềm MK được xác định bởi các yếu tố sau [2]:
Thiết bị kiểm tra truyền thống (ví dụ: máy hiện sóng) chỉ có thể được sử dụng ở một mức độ hạn chế để gỡ lỗi MCU. Phương pháp gỡ lỗi đơn giản nhất (đồng thời không hiệu quả nhất) là “phương pháp thử và sai”: tải chương trình vào thiết bị bộ nhớ chỉ đọc (RPM) có thể lập trình lại, cố gắng thực thi nó, phát hiện và sửa lỗi trong chương trình và phần cứng, xóa ROM, tải lại chương trình, v.v. d. Quá trình xóa và ghi dữ liệu vào chip EEPROM mất rất nhiều thời gian và sau một số chu kỳ lập trình lại nhất định thì hoàn toàn thất bại. Việc lắp đặt và tháo bỏ vi mạch nhiều lần sẽ làm giảm độ tin cậy của các tiếp điểm điện trong ổ cắm ROM. Thực tế không có khả năng lấy được thông tin gỡ lỗi về hệ thống. Hiện nay, bộ vi điều khiển thường được gỡ lỗi bằng cách sử dụng các công cụ chéo trên máy tính cá nhân. Điều này cho phép giảm thiểu sự phân tán tài nguyên MK. Thiết bị đang được gỡ lỗi, như trong hình, được kết nối với máy tính thông qua một số công cụ, ví dụ như trình mô phỏng ROM. Khu phức hợp như vậy cho phép bạn tải xuống và chỉnh sửa chương trình, nhập các mô-đun thử nghiệm vào đó, lấy thông tin nhất định về hệ thống, v.v. mà chúng ta sẽ thảo luận bên dưới. Mặc dù trình giả lập ROM không phải là công cụ sửa lỗi duy nhất hoặc mạnh mẽ nhất nhưng chúng vẫn được ưa chuộng. “Tuổi thọ” của chúng được giải thích là do chúng không phụ thuộc vào loại MK (chỉ cần khả năng làm việc với bộ nhớ chương trình bên ngoài), hoạt động theo thời gian thực, giá thấp và khả năng tiếp cận với nhiều nhà phát triển thiết bị và những người nghiệp dư về radio. Chúng ta hãy xem xét công nghệ gỡ lỗi chương trình bằng trình mô phỏng ROM bằng ví dụ về bộ vi điều khiển họ MCS-51 (8031, 8051, 80C31, 80C51. KR1816BE31, KR1816BE51, KR1830BE31, KR1830BE51, v.v.). Khi bắt đầu gỡ lỗi, cần kiểm tra chức năng của phần cứng hệ thống và bản thân MK. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng các bài kiểm tra “tài khoản miễn phí” [3]. bao gồm việc tìm kiếm thông qua tất cả các kết hợp mã có thể có trên các dòng của cổng MK. Trong quá trình thử nghiệm, các đường cổng sẽ được đặt ở trạng thái đầu ra, vì vậy trước hết hãy kiểm tra từ sơ đồ mạch của thiết bị đang được gỡ lỗi để biết chúng không được tải lên đầu ra của các phần tử khác. Tạm thời ngắt kết nối các tải như vậy, nếu có. Tải trình mô phỏng ROM với mã lệnh "không hoạt động" (NOP) trong toàn bộ không gian địa chỉ của các chương trình MK. Đối với MCS-51 đây là mã 00Н. Khi thực hiện một “chương trình” như vậy, bộ vi điều khiển sẽ tuần tự tìm kiếm trong tất cả các địa chỉ bộ nhớ chương trình. Kiểm tra tín hiệu của ALE, PME và các cổng P0, P2 bằng máy hiện sóng. Biểu đồ dao động trên các đường cổng phải tương ứng với sơ đồ thời gian của bộ đếm nhị phân, có tính đến việc ghép kênh byte thấp của địa chỉ và dữ liệu trên P0. Tiếp theo, kiểm tra cổng P1 và R1 bằng cách tải chương trình thử nghiệm trong Bảng 00 vào trình mô phỏng ROM. 0. Nó xuất ra một chuỗi mã từ XNUMXH đến XNUMXFFH trên các dòng của các cổng được chỉ định, mô phỏng bộ đếm nhị phân XNUMX bit. Nếu biểu đồ dao động tương ứng với biểu đồ yêu cầu, hãy khôi phục các tải bị ngắt kết nối khỏi các cổng và tiến hành gỡ lỗi chương trình làm việc của MK. Hãy nhớ rằng bạn đang gỡ lỗi các bộ phận phần mềm và phần cứng của hệ thống cùng một lúc và đừng quên theo dõi định kỳ các tín hiệu tại các điểm kiểm soát bằng máy hiện sóng. Sự khác biệt giữa loại tín hiệu và ý tưởng của bạn về chúng là lý do để bạn suy ngẫm nghiêm túc và kiểm tra bổ sung.
Để thuận tiện cho việc phát triển và gỡ lỗi, bạn nên tuân thủ nguyên tắc lập trình mô-đun, tức là chia chương trình MK thành các phần theo chức năng. Điều này sẽ giúp bạn dễ dàng di chuyển các mô-đun riêng lẻ và nếu cần, hãy sử dụng chúng trong các dự án khác. Mô-đun được chuyển điều khiển sau khi bật nguồn hoặc đặt lại MK được gọi là mô-đun chính hoặc mô-đun chính. Bạn nên chuyển điều khiển đến điểm vào chương trình bằng cách sử dụng lệnh nhảy thay vì lệnh gọi chương trình con, để không làm lộn xộn ngăn xếp với địa chỉ trả về. Để tránh kết quả chương trình không mong muốn, hãy nhớ gán giá trị ban đầu cho từng biến trước khi sử dụng lần đầu tiên. Trong một số trường hợp, có thể cần phải khởi tạo thiết bị ngoại vi. Khối khởi tạo được đặt ở đầu mô-đun chương trình chính. Hình ảnh gần đúng của mô-đun phần mềm chính khi bắt đầu gỡ lỗi được hiển thị trong Bảng. 2. Nó chỉ chứa điểm vào chương trình và trình xử lý thoát. Mặc dù đầu ra như vậy cực kỳ hiếm khi được sử dụng trong các hệ thống vi điều khiển nhưng nó phải được cung cấp để hoàn thành chính xác các tình huống khẩn cấp. Trong ví dụ đang xem xét, sau khi hoàn thành công việc, chương trình sẽ “vòng lặp”. Nó sẽ chỉ được đưa ra khỏi trạng thái này bằng cách khởi động lại hệ thống bằng tín hiệu reset phần cứng.
Trong quá trình gỡ lỗi, các mô-đun phần mềm khác sẽ được thêm vào mô-đun chính khi chúng sẵn sàng. Thứ tự chúng được kết nối và gỡ lỗi đóng một vai trò quan trọng. Bạn nên bắt đầu với trình điều khiển của các thiết bị đầu ra thông tin (màn hình hiển thị, bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự, v.v.), thực hiện các lệnh gọi của chúng trong mô-đun chính. Sau đó, trình điều khiển của các thiết bị ngoại vi còn lại và quy trình xử lý dữ liệu sẽ được gỡ lỗi và chỉ sau đó hoạt động chung của tất cả các mô-đun phần mềm mới được kiểm tra. Nếu có màn hình chữ và số, trình điều khiển của nó sẽ được gỡ lỗi trước và được sử dụng trong tương lai để hiển thị thông tin gỡ lỗi, chẳng hạn như nội dung bộ nhớ dữ liệu nội bộ của MK. Nếu trình mô phỏng ROM được sử dụng sao cho thông tin chứa trong đó có thể được ghi và đọc bởi cả máy tính điều khiển và thiết bị đang được gỡ lỗi, thì MK có thể đặt dữ liệu gỡ lỗi vào vùng bộ nhớ trống của trình mô phỏng ROM và bộ điều khiển. máy tính đọc chúng và hiển thị chúng trên màn hình của nó. Ví dụ: để xuất nội dung của RAM dữ liệu bên trong của MK, hãy kết nối đầu ra tín hiệu ghi của nó với bộ nhớ dữ liệu ngoài (WR) với đầu vào tín hiệu ghi của trình mô phỏng ROM và sử dụng chương trình con được đưa ra trong Bảng. 3. Giả định rằng kích thước bộ nhớ chương trình của thiết bị đang được gỡ lỗi không vượt quá 32 KB, do đó thông tin gỡ lỗi được đặt trong bộ nhớ mô phỏng bắt đầu ở địa chỉ 8000H. Nội dung của các thanh ghi R0 và R1 được gửi riêng vì sau đó chúng được sử dụng trong chương trình con để tổ chức vòng lặp. Sau khi thông tin gỡ lỗi được xuất ra, chương trình MK bị treo, nội dung trong các ô nhớ của bộ mô phỏng ROM 8000H-807FH được máy tính điều khiển đọc, hiển thị và phân tích. Theo cách tương tự, nội dung của tất cả các thanh ghi MK có thể truy cập theo chương trình có thể được hiển thị.
Khi bắt đầu gỡ lỗi trình điều khiển của thiết bị ngoại vi, hãy tạm thời ngắt kết nối các tín hiệu điều khiển do bộ vi điều khiển tạo ra khỏi thiết bị đó để tránh thiết bị có thể bị hỏng do lỗi trong chương trình. Nếu quá trình này chỉ diễn ra một lần, hãy “lặp lại” nó và lập trình tín hiệu đồng bộ hóa máy hiện sóng nếu cần thiết. Gỡ lỗi trình điều khiển bằng cách giám sát các tín hiệu do MC tạo ra bằng máy hiện sóng. Sau khi đảm bảo rằng sơ đồ thời gian của các tín hiệu điều khiển tương ứng với các tín hiệu được yêu cầu, hãy kết nối thiết bị ngoại vi và tiếp tục gỡ lỗi trình điều khiển trên phần cứng thực. Cuối cùng, loại bỏ các phần tử gỡ lỗi khỏi mô-đun phần mềm và kiểm tra hoạt động của nó ở dạng cuối cùng. Việc sử dụng tài nguyên MK được chia sẻ bởi các mô-đun khác nhau khá thường xuyên dẫn đến việc chương trình được gỡ lỗi ngừng hoạt động khi một chương trình con khác được thêm vào.Do đó, sau khi gỡ lỗi mô-đun tiếp theo, hãy đảm bảo rằng tất cả các trình điều khiển và chương trình con đã gỡ lỗi trước đó tiếp tục hoạt động chính xác. Nếu chương trình của bạn sử dụng các ngắt, đừng tắt chúng trừ khi thực sự cần thiết. Không nên xóa mô-đun đã gỡ lỗi khỏi chương trình, ngay cả khi nó không cần thiết vào lúc này. Khi MK bị treo, phương pháp xác định lỗi sau đây rất hữu ích: nhập các điểm kiểm soát vào chương trình hiển thị các số tăng dần trên màn hình. Sau khi đóng băng, màn hình sẽ hiển thị số tương ứng với điểm kiểm tra đã vượt qua thành công lần cuối. Nếu một vài điểm trong số này bị mắc vào một vòng lặp vô hạn, các con số trên màn hình sẽ thay đổi nhanh chóng. Để xác định điểm nào được bao gồm trong vòng lặp, bạn sẽ phải làm chậm quá trình thay đổi số một cách giả tạo bằng cách đặt độ trễ phần mềm khi xuất từng điểm trong số chúng, chẳng hạn như ở dạng vòng lặp nhàn rỗi. Nếu hệ thống đang được gỡ lỗi không có màn hình tích hợp, thông tin có thể được hiển thị trên màn hình của máy tính điều khiển thông qua vùng bộ nhớ trống của trình giả lập ROM. Sau khi gỡ lỗi tất cả các trình điều khiển thiết bị, chúng tôi bắt đầu gỡ lỗi các quy trình khác. Nếu bất kỳ trong số chúng thực hiện một thuật toán phức tạp để xử lý hoặc chuyển đổi dữ liệu, việc hiển thị một hoặc nhiều giá trị biến trung gian thường không cung cấp đủ thông tin cho việc phân tích lỗi. trình giả lập sẽ giúp khắc phục khó khăn ở đây. Sau khi tất cả các mô-đun phần mềm hoạt động bình thường, bạn có thể gỡ lỗi chúng cùng nhau. Những khó khăn nảy sinh trong trường hợp này được chia thành hai nhóm. Đầu tiên bao gồm các vấn đề về chia sẻ tài nguyên chung của vi điều khiển: đơn vị logic số học, bộ nhớ dữ liệu, cổng đầu vào-đầu ra. Thứ hai liên quan đến hoạt động của các thiết bị vi điều khiển trong thời gian thực. Hệ thống thời gian thực thường đa luồng. Một số tác vụ phần mềm (luồng) chạy song song, tương tác với nhau và sử dụng các tài nguyên được chia sẻ. Nhưng tại mỗi thời điểm, MC do cấu trúc của nó chỉ giải quyết được một trong số chúng, luân phiên chuyển sang những cái khác, có tính đến mức độ ưu tiên. Xung đột giữa các nhiệm vụ phát sinh do thiếu nguồn lực và do thiếu thời gian xử lý dữ liệu. Do đó, hãy đặc biệt chú ý đến tài nguyên MC được sử dụng trong các mô-đun phần mềm và thường theo dõi các thay đổi về trạng thái của chúng bằng cách hiển thị thông tin gỡ lỗi. Cố gắng giảm số lượng biến toàn cục, thay thế chúng bằng biến cục bộ bất cứ khi nào có thể. Theo dõi trạng thái của ngăn xếp. Ước tính thời gian thực hiện các phần quan trọng của chương trình, kiểm tra hệ thống để tìm các giá trị khác nhau của tín hiệu đầu vào có thể có trong thực tế. Sử dụng trình mô phỏng ROM, bạn cũng có thể gỡ lỗi chương trình được thiết kế để hoạt động trong bộ nhớ trong của MK, nếu bạn tạm thời đặt nó vào bộ nhớ chương trình bên ngoài. Vì trong trường hợp này, các cổng P0 và P2 sẽ bận phục vụ bộ nhớ ngoài, nên nếu các dòng I/O trống còn lại của MK không đủ, P0 và P2 sẽ được thay thế bằng các cổng I/O được đánh địa chỉ là các ô nhớ dữ liệu ngoài. Chúng được kết nối theo các mạch tiêu chuẩn, sử dụng các thanh ghi kích hoạt để tăng số lượng dòng đầu ra và các phần tử có ba trạng thái đầu ra để tăng số lượng dòng đầu vào. Sau khi gỡ lỗi hệ thống bằng trình mô phỏng, hãy xóa các phần tử gỡ lỗi khỏi hệ thống, ghi chương trình vào ROM (hoặc vào bộ nhớ chương trình bên trong của MK) và kiểm tra hoạt động của thiết bị ở dạng cuối cùng. Văn chương
Tác giả: G. Vydolob, V. Samoilov, Moscow (Zelenograd)
Máy tỉa hoa trong vườn
02.05.2024 Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến
02.05.2024 Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024
▪ Điện tử sinh học do con người cung cấp ▪ Truyền dữ liệu từ não đến máy tính qua các tĩnh mạch
▪ phần của trang web Thí nghiệm vật lý. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Một cây thông Noel được sinh ra trong rừng. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Dừa mọc như thế nào? đáp án chi tiết ▪ bài báo Gương cho kính thiên văn. Phòng thí nghiệm Khoa học Trẻ em ▪ bài Bật tụ điện hạ áp. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài báo Bộ thu siêu tái tạo cho 80-125 MHz. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này