Методи и инструменти за съвместно отстраняване на грешки на хардуер и софтуер

Етапът на съвместно отстраняване на грешки на хардуер и софтуер в реално време е най-отнемащ време и изисква използването на инструменти за отстраняване на грешки. Основните инструменти за отстраняване на грешки включват:

  • емулатори във верига;
  • бордове за развитие (оценителни дъски);
  • монитори за отстраняване на грешки;
  • ROM емулатори.

Вграден емулатор - софтуер и хардуер, които могат да заменят емулирания MC в реална схема. Докингът на емулатора във веригата със системата за отстраняване на грешки се извършва с помощта на кабел със специална емулационна глава, който се вмъква вместо MC в системата за отстраняване на грешки. Ако MC не може да бъде премахнат от системата за отстраняване на грешки, тогава използването на емулатора е възможно само ако този микроконтролер има режим за отстраняване на грешки, в който всички негови щифтове са в трето състояние. В този случай се използва специална адаптерна скоба за свързване на емулатора, който е свързан директно към изходите на емулирания MK.

Емулаторът във веригата е най-мощният и универсален инструмент за отстраняване на грешки, който прави процеса на функциониране на дебъгвания контролер прозрачен, т.е. лесно контролирани, произволно контролирани и модифицируеми.

За по-голямо удобство дъските за разработка са оборудвани и с най-простия инструмент за отстраняване на грешки, базиран на мониторотстраняване на грешки. Има два вида монитори за отстраняване на грешки, един за MCU с външна шина и един за MCU без външна шина.

В първия случай мониторът за отстраняване на грешки се доставя под формата на ROM чип, който се вмъква в специален гнездо на платката за разработка. Платката разполага и с RAM за потребителски програми и комуникационен канал с външен компютър или терминал. Във втория случай платката за разработка има вградени схеми за програмиране за вътрешния ROM на MK, които се управляват от външен компютър. В този случай програмата за монитор просто се въвежда в ROM на MK заедно с кодовете на приложенията на потребителя. Приложната програма трябва да бъде специално подготвена: на необходимите места е необходимо да се вмъкнат повиквания към процедурите за отстраняване на грешки на монитора. След това се провежда пробно пускане. За да направи корекции в програмата, потребителят трябва да изтрие ROM и да презапише. Готовата приложна програма се получава от отстранената грешка чрез премахване на всички повиквания за функции на монитора и самия монитор за отстраняване на грешки. Възможностите за отстраняване на грешки, предоставени от комплекта "платка за разработка плюс монитор", не са толкова гъвкави, колкото възможностите на емулатора във веригата, а някои от ресурсите на MC са избрани за работа на монитора по време на отстраняване на грешки. Независимо от това, наличието на набор от готов софтуер и хардуер, който ви позволява да започнете да инсталирате и отстранявате грешки в проектираната система, без да губите време, е решаващ фактор. Особено когато смятате, че цената на такъв комплект е малко по-малка от цената на по-универсален емулатор.

ROM емулатор - софтуер и хардуер, който позволява подмяна на ROM на отстраняваната грешка на платката и вместо това заместване на RAM, в която програмата може да бъде заредена от компютър чрез един от стандартните комуникационни канали. Това устройство позволява на потребителя да избягва множество цикли на препрограмиране на ROM. ROM емулатор е необходим само за MCU, които имат достъп до външна памет на програмата. Това устройство е сравнимо по сложност и цена с платките за разработка и има едно голямо предимство: гъвкавост. ROM емулаторът може да работи с всякакъв вид MK.

Наскоро се появиха модели на интелигентни ROM емулатори, които ви позволяват да "погледнете" вътре в MC на борда на потребителя. Интелигентните емулатори са хибрид от общ ROM емулатор, монитор за отстраняване на грешки и вериги за бързо превключване на шината. Това създава ефект, сякаш мониторът за отстраняване на грешки е инсталиран на платката на потребителя и в същото време не заема никакви хардуерни ресурси от MC, с изключение на малка област от програмни стъпки, около 4K.

Етапът на съвместно отстраняване на грешки на хардуер и софтуер в реално време е завършен, когато хардуерът и софтуерът заедно осигуряват изпълнението на всички стъпки от системния алгоритъм за работа. В края на етапа отстранената грешка програма се въвежда с помощта на програмиста в енергонезависимата памет на MK и се проверява работата на контролера без емулатор. Той използва лабораторни захранвания. Някои от външните източници на сигнал могат да бъдат симулирани.

Етапът на интегриране на разработения контролер в продукта се състои в повтаряне на работата по съвместно отстраняване на грешки на хардуера и програмата за управление, но когато работи като част от продукта, захранван от стандартен източник и с информация от стандартни източници на сигнали и сензори.

Съставът и обхватът на тестовете на разработения и произведен контролер зависи от условията на неговата работа и се определя от съответните нормативни документи. Тестването на такива функционално сложни продукти като съвременните контролери може да изисква разработването на специализирани средства за наблюдение на състоянието на продукта по време на тестването.