专利名称：一种模块化的嵌入式产品调试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及嵌入式系统开发环境，具体涉及一种模块化的嵌入式产品调试系统。
背景技术：
微处理器系统集成开发环境可以帮助电子工程师开发基于微处理器的嵌入式应用系统，例如电话、汽车、医疗器械以及国防设备等。这些产品可以在整个产品开发周期中，尤其在产品的研发阶段帮助调试系统，例如查找定位程序错误、缺陷等问题。在计算机程序或一些嵌入式系统领域，调试程序是不可或缺且非常细致的一个发现并且修正错误和缺陷的过程，从而使得所研发的产品可以按照预期设计实现。调试工具的范围从单纯软件调试到硬件协助调试和跟踪方案，包括逻辑分析仪、示波器、仿真器和调试器等ο其中，逻辑分析仪用于实现对数字系统实时信息收集和分析，以及产生优质的高速数字信号，并具有可视化的界面。示波器用于测试各种快速和复杂信号，具有可视化的界面，可以提供清晰可靠的信号。示波器探针可以支持与其体系架构兼容的示波器和逻辑分析仪。仿真器可以模拟预期的目标硬件平台，调试器则通过设定程序停顿点的方式干预待调试系统，实现对程序执行的控制和分析。所有这些工具都有不同的尺寸、形状和功能。然而，传统的仿真器、调试器、跟踪器到逻辑分析仪和探头，绝大多数产品都是比较笨重并且体积也比较大，且在功能、尺寸、用户界面等方面都具有独自的特性，无法和其他同系列产品共享信息、集成配合使用。对用户来说如果要搬运(大小、重量)、操作(不同工具有不同用户界面)、管理或者配置这些工具都需要专业的知识和大量的工作时间，对工作效率也是巨大的挑战。
发明内容在本实用新型中，通过把相对独立的功能合理的分配到不同模块上实现，解决了上述问题。包括通用硬件平台、连接目标硬件的特定调试头和预处理器，同时用户操作界面转移到通用计算机或工作站上实现。各个模块具有统一的通信/同步接口。此合理化设计使得模块的扩展也变的相当容易，也使得硬件可以以高集成度、体积相对较小、且造价经济的方式实现。具体来说，在逻辑分析仪方面，现有的逻辑分析仪、示波器都是一体机的模式，集信号抽样和显示、分析于一体，所以系统比较复杂且庞大。在本实用新型中，硬件部分只用来实现信号的抽样和存储，而信号分析、处理、显示功能则放到了计算机端来实现。在仿真器和调试器方面，把调试和跟踪功能分别在不同硬件上实现，可以降低单个模块的复杂度且也可以连接起来配合使用，在不影响功能的情况下，实现功能的分化。而且，现有的逻辑分析仪和仿真器、调试器是完全独立的测试工具。在本实用新型中，通过采用通用的通信接口，这些工具可以协同工作并且共享数据。[0008]此外，本实用新型提供了先进的冷却技术和符合人体工程学的尺寸设计。在一个实施例中，提供一种用于调试硬件的系统，其包括调试模块，其上设置有计算机接口、调试接口、第一通用通信接口、第二通用通信接口，所述第一通用通信接口和所述第二通用通信接口用于将所述调试模块连接到其他模块，以拓展所述系统的功能；计算机或工作站，用于提供用户操作界面；其中，所述调试模块通过所述计算机接口连接到所述计算机或工作站，且通过所述调试接口通过特定的调试头连接到待调试硬件。该系统还包括程序跟踪模块，所述程序跟踪模块通过第三通用通信接口连接到所述调试模块的所述第二通用通信接口上，所述程序跟踪模块具有所述第三通用通信接口和第四通用通信接本实用新型的一个或一个以上实施例的细节论述于附图及以下说明书中。根据本说明书及图式及权利要求书将明了本实用新型的其它特征、目的及优点。
图IA是根据本实用新型的调试系统的模块框架图；图IB显示了特定的专用调试头的一个例子；图2是根据本实用新型的调试系统的另一个实施例的示意图；图3是根据本实用新型的调试系统的另一个实施例的示意图；图4A是冷却风扇盖子的俯视图；图4B是冷却风扇盖子的立体图；图4C和4D是图4B的局部放大图。在各图式中，相同的参考符号指示相同的元件。
具体实施方式
现在参照图1A，其显示本实用新型的一个实施例。在该实施例中，显示了一种调试系统，该系统包括调试模块102与计算机(或工作站)101，调试模块102连接到计算机 101。其中，调试模块102用来调试(控制、查看、修改)硬件平台上运行的程序，并将结果显示在计算机101所提供的用户操作界面上。调试模块102上具有计算机接口 105、调试接口 106和第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104。第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104在本实用新型的各模块中通用，使各模块通过该通信接口可以连接在一起，并且能建立通信，以视需要来拓展系统的功能。例如，尽管附图1所显示的系统可以独立工作，但调试模块102可以通过第二通用通信接口 104与程序跟踪模块连接起来共同工作(如随后附图2所示)。第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104可采用与通用的计算机上的标准并口相同或基本相同(如根据特定需要稍作修改和调整)的定义，也可采用商用总线，如采用Lauterbach公司的PODBUS总线。 但实现方式不限于此，可以采用其他经设计适于模块间连接和双向通信的各种连接线。第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104可以构造成各种形状，比如插槽-插针、带引线的接口等。一种较优的情形是，第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104被构造为插槽-插针的形式，即两个接口之一为插槽，另一个为插针，其他模块也具有同样的设计。插槽-插针的形式在机械连接上比较牢固，且模块之间连接起来后能形成一个整块，更方便挪移和管理，不会像用连接线那样仍然是分离的部件，极大方便了实际操作。调试模块102通过连接线107连接到计算机或工作站101。连接线105可以是任一种经设计可与计算机或工作站进行通信的连接线，比如网线、USB连接线等。调试接口 106通过特定的专用调试头113连接到待调试的硬件112，该特定的调试头113如图IB所示。调试接口 106是统一的接口，而不同的调试头113可以是任意一种符合待调试硬件平台的调试接口。连接线108连接到待调试的硬件112。调试接口 106可以是任一种能够与待调试的硬件通信的接口，比如，调试接口 106可以是JTAG接口相适应的接口。在用于调试微处理器系统的情况下，现在多数微处理器系统都包含了和外界通讯的接口 JTAG(IEEE1149. 1)， 通过该接口调试器可以方便地收集关键的数据和信息。连接线108可通过专用调试头连接到调试接口 106。第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104、计算机接口 105、调试接口 106在调试模块上的位置可以有多种，比如，它们可以处于调试模块的同侧、对侧或旁侧。但第一通用通信接口 103、第二通用通信接口 104较优设置在对侧上，以方便其他模块的连接和扩展，不会彼此影响。接口 105、106较优设置在另外两对侧，使调试模块与计算机和待调试硬件之间的连接不易彼此影响。调试模块采用高性能、高集成度的S0C(SyStem on Chip，即单片机，例如MPC405/ PPC440的芯片)实现，以及在FPAG上设计专用的功能以代替现有的多个原器件配合实现的功能。其中MPC芯片负责控制整个工作流程、逻辑处理和通讯机制，FPGA负责从调试接口数据采集、压缩等功能，另外还有用来存储信息的内存。例如，调试模块可由Freescale/ AMCC的PPC芯片和Xilinux的FPGA或者Altera的cycloneFPGA共同协作完成的，内存大小可为W、2G到4G等。现在参照图2，其显示本实用新型的另一个实施例。在该实施例中，显示了一种调试系统，该系统包括调试模块102、程序跟踪模块201与计算机(或工作站)101。程序跟踪模块201通过第三通用通信接口 203连接到调试模块102的第二通用通信接口 104，程序跟踪模块201用于记录程序、数据流程，并且重现程序的历史流程。程序跟踪模块包含201预处理器接口 205，预处理器模块202可以通过预处理器接口 205连接到程序跟踪模块201。 预处理器模块202可以通过标准的跟踪接口 206(例如ETM)连接到待调试系统。现在参照图3，其显示本实用新型的另一个实施例。在该实施例中，显示了一种调试系统，该系统包括调试模块102、逻辑分析模块301与计算机(或工作站)101。逻辑分析模块301通过第二通用通信接口 104连接到调试模块102，用于记录/分析待调试系统112 的信号。逻辑分析模块301上设置有连接区域302，在该连接区域302设置多个探头或探针以与待调试系统连接。探头可以固定或非固定的方式设置在连接区域302上，探针则可为通用探针，插在连接区域302的插槽上。插有探针的插槽可有多个槽位以拓展探针数量。上述的各模块采用高性能、高集成度的S0C(SyStem on Chip，即单片机，例如 MPC405/PPC440的芯片)实现，以及在FPAG上设计专用的功能以代替现有的多个原器件配合实现的功能。其中MPC芯片负责控制整个工作流程、逻辑处理和通讯机制，FPGA负责从调试接口数据采集、压缩等功能，另外还有用来存储信息的内存。例如，各模块可由Freescale/AMCC 的 PPC 芯片和 Xilinux 的 FPGA 或者 Altera 的 cycloneFPGA 共同协作完成的，内存大小可为1G、2G到4G等。上述的调试模块、跟踪模块以及逻辑分析模块可以用通用模块实现。先进的冷却技术和符合人体工程学的尺寸设计。调试模块102的实际尺寸可以很小，厚约l_3cm，宽5-10cm，长10-20011，重观6克
左右。其他模块的尺寸和质量基本相仿。所有客户都可以只使用一只手方便的携带和使用。各模块还能制成统一的尺寸和外形，具有统一的厚度和宽度，如图2所示，调试模块102与程序跟踪模块201的宽度和厚度(在垂直纸面的方向上)相同，使彼此连接起来后能形成一整体，更方便拿持、搬动和使用。但尺寸统一不是必须的，各模块也可以在满足一定舒适度的前提下具有彼此不同的尺寸和形状。各模块可以包含带盖子的冷却风扇(109、209、309)。附图4a_4b显示了调试模块 102上的冷却风扇109的示意图(调试模块109的其他结构未示)。如附图4b所示，该冷却风扇109的外盖高于调试模块102的上表面，采用条形凹槽设计，保证空气可以通过凹槽对流，同时在凹槽两边采用斜角式设计(如附图4c所示)或经过圆边处理(如附图4d所示)，以保证给客户最大的舒适体验，同时保证即使在工具上面压有其他异物也可以实现空气的自由对流，达到冷却的作用。由于本实用新型的模块化设计使其体积小巧，使用时容易在上压放书等异物而不被觉察，因而这一设计相当有利。附图4a-4d显示的冷却风扇109 结构同样适用于其他模块上的冷却风扇009、309)。冷却风扇(109、209、309)可以使各模块更好地工作，但并不是必须的设置，各模块也可以在满足工作性能的前提下不配备冷却风扇(109、209、309)，比如某一模块本身发热量很小，或者已配置有其他冷却装置足以提供冷却功能，就不需配备冷却风扇。本文已说明了本实用新型的多个实施例。然而，应了解，可在不背离本实用新型的精神及范围的情况下对本实用新型做出各种修改。举例来说，虽然说明了一种功能模块的分割方法，也可以使用其它分割方式，比如将调试模块与程序跟踪模块合并为一个模块，或者将某一模块分拆成几个模块。此外，各接口在调试模块上的构造和设置方式同样适用于其他模块。因此，其它实施例也落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种用于调试嵌入式产品的系统，其包括调试模块，其上设置有计算机接口、调试接口、第一通用通信接口、第二通用通信接π ；计算机或工作站，用于提供用户操作界面；其中，所述调试模块通过所述计算机接口连接到所述计算机或工作站，且通过所述调试接口连接到待调试硬件；其中，所述第一通用通信接口和所述第二通用通信接口用于将所述调试模块连接到其他模块，以拓展所述系统的功能。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一通用通信接口和所述第二通用通信接口被构造成插槽-插针形式，以使得其他模块连接到所述调试模块后，各模块能形成一个整块。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一通用通信接口和所述第二通用通信接口设置在所述调试模块四侧的两个对侧上，所述计算机接口和所述调试接口设置在另外两个对侧上。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述调试接口通过特定的调试头连接到所述待调试硬件。
5.如权利要求1所述的系统，还包括程序跟踪模块，所述程序跟踪模块通过第三通用通信接口连接到所述调试模块的所述第二通用通信接口上，所述程序跟踪模块具有所述第三通用通信接口和第四通用通信接口。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述程序跟踪模块还包括预处理器接口，并通过所述预处理器接口连接到预处理器模块。
7.如权利要求1所述的系统，还包括逻辑分析模块，所述逻辑分析模块通过第五通用通信接口连接到所述调试模块的所述第二通用通信接口上，所述逻辑分析模块具有所述第五通用通信接口和第六通用通信接口。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述逻辑分析模块上设置有连接区域，所述连接区域上设置探头或探针以与待调试硬件连接，且所述探针为通用探针，插在所述连接区域的插槽上，所述插槽有多个槽位以拓展探针数量。
9.如权利要求1-8中任意之一所述的系统，其中，所述调试模块上设置有带盖子的冷却风扇，所述盖子高于所述调试模块的上表面。
10.如权利要求10所述的系统，其中，所述盖子采用条形凹槽设计，同时在凹槽两边采用斜角式设计或经过圆边处理。
专利摘要本实用新型涉及一种模块化的硬件调试系统。通过对现有各种调试装置功能的合理划分和模块化设置，提供了一种容易扩展的模块化的硬件调试系统。所述硬件调试系统可包括调试模块与计算机(或工作站)，调试模块连接到计算机。所述硬件调试系统还可包括程序跟踪模块或逻辑分析模块。各模块具有通用的通信接口，通过所述通用通信接口实现各模块间的通信和连接。
文档编号G06F11/22GK202025309SQ20102057468
公开日2011年11月2日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者洛塔·劳特巴赫 申请人:劳特巴赫有限公司