一种用于微控制器的调试器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电路技术领域，提供了一种用于微控制器的调试器。在本实用新型中，调试器包括调试接口控制模块、数字调试模块及通信控制模块，其中数字调试模块与微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块进行调试所得到的调试结果与对微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同，通信控制模块与微控制器中的模拟功能模块进行通信，可实现对微控制器中模拟功能模块的调试。因此，使用该调试器可实现对微控制器中数字功能模块和模拟功能模块的调试，由于该调试器位于微控制器外部，因此不会增加微控制器芯片的面积。因此，采用该调试器实现了在不增加微控制器芯片面积的前提下对微控制器模拟功能模块和数字功能模块调试。
【专利说明】
一种用于微控制器的调试器
技术领域
[0001]本实用新型属于电路技术领域，尤其涉及一种用于微控制器的调试器。
【背景技术】
[0002]微控制器(Microcontroller Unit，MCU)的调试器是用户在开发基于MQJ的应用程序时用于调试应用程序的工具，MCU调试器能够使程序按照用户的意愿来运行，如单步运行、全速运行或在指定某行指令暂停运行(断点)，也可以获取MCU在运行时的相关信息(如状态寄存器信息、程序指针等)并上传至上位机供用户查看。
[0003]现有MCU调试器的实现方案有两种，一种是将调试接口控制模块集成到MCU芯片内部，调试接口控制模块根据上位机下发的调试指令对MCU进行控制，或将MCU运行的实时状态返回给上位机，然而将调试接口控制模块集成到M⑶芯片内部，增加了 M⑶芯片的面积和成本。另一种实现方案是采用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array ,FPGA)实现调试器功能，该方案无需增加MCU芯片的面积和成本，但由于FPGA仅能执行数字逻辑，因此采用FPGA只能调试MCU中的数字功能模块，而无法调试MOT中的模拟功能模块。因此，现有的MCU调试器存在无法在不增加MCU芯片面积的前提下对MCU芯片中的数字功能模块和模拟功能模块进行调试的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于微控制器的调试器，旨在解决现有的MCU调试器所存在的无法在不增加MCU芯片面积的前提下对MCU芯片中的数字功能模块和模拟功能模块进行调试的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种用于微控制器的调试器，包括调试接口控制模块，所述调试接口控制模块用于接收上位机所发送的调试指令，所述调试器还包括数字调试模块和通信控制模块。
[0006]所述数字调试模块与所述微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块进行调试所得到的调试结果与对所述微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同；所述调试接口控制模块的控制端与所述数字调试模块的控制端相连接，所述数字调试模块的数据端与所述通信控制模块的数据端相连接，所述数字调试模块的第一功能输入输出端接入第一调试信号，所述通信控制模块的通信端与所述微控制器的模拟功能模块的输入输出端相连接。
[0007]当对所述微控制器的数字功能模块进行调试时，所述调试接口控制模块根据所述调试指令输出第一控制信号至所述数字调试模块;所述数字调试模块根据所述第一控制信号执行参数配置操作，并根据所述第一调试信号执行功能调试操作，且由所述数字调试模块的第二功能输入输出端输出第一调试结果信号。
[0008]当对所述微控制器的模拟功能模块进行调试时，所述调试接口控制模块根据所述调试指令输出第二控制信号至所述数字调试模块，所述数字调试模块经所述通信控制模块转发所述第二控制信号至所述微控制器的模拟功能模块，所述模拟功能模块根据所述第二控制信号执行参数配置操作，并根据所述模拟功能模块的第一功能输入输出端所输入的第二调试信号执行功能调试操作，且由所述模拟功能模块的第二功能输入输出端输出第二调试结果信号。
[0009]所述数字调试模块包括控制单元、数字外设单元及接口单元。
[0010]所述控制单元的控制端为所述数字调试模块的控制端，所述控制单元的信号端与所述数字外设单元的信号端相连接，所述数字外设单元的第一输入输出端和第二输入输出端分别与所述接口单元的第一连接端和第二连接端相连接，所述数字外设单元的数据端为所述数字调试模块的数据端，所述接口单元的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别为所述数字调试模块的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端。
[0011]所述调试器还包括接口复用单元。
[0012]所述接口复用单元的多个复用端分别与所述接口单元的第一输入输出端、所述接口单元的第二输入输出端、所述模拟功能模块的第一功能输入输出端及所述模拟功能模块的第二功能输入输出端相连接，所述接口复用单元的控制端与所述数字外设单元的控制端相连接；
[0013]所述接口复用单元根据所述数字外设单元输出的控制信号将所述接口单元的第一输入输出端和第二输入输出端分别选定为所述接口复用单元的第一输入输出端和第二输入输出端，或者所述接口复用单元根据所述数字外设单元输出的控制信号将所述模拟功能模块的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别选定为所述复用接口单元的第一输入输出端和第二输入输出端。
[0014]所述调试接口控制模块、所述数字调试模块及所述通信控制模块基于现场可编程门阵列器件实现。
[0015]所述接口复用单元为多路选择器。
[0016]所述接口复用单元包括多路选择器、第一限流电阻、第二限流电阻、上拉电阻、下拉电阻、第一开关、第二开关；
[0017]所述多路选择器的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端分别为所述接口复用单元的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端，所述多路选择器的控制端、所述第一开关的控制端及所述第二开关的控制端共接形成所述接口复用单元的控制端，所述第一限流电阻的第一端与所述接口单元的第一输入输出端相连接，所述第二限流电阻的第一端与所述接口单元的第二输入输出端相连接，所述第一限流电阻的第二端、所述第二限流电阻的第二端、所述第一开关的第一端及所述第二开关的第一端共接，所述第一开关的第二端通过所述上拉电阻与电源相连接，所述第二开关的第二端通过所述下拉电阻与地相连接。
[0018]在本实用新型中，调试器包括调试接口控制模块、数字调试模块及通信控制模块，其中数字调试模块与微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块进行调试所得到的调试结果与对微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同，通信控制模块与微控制器中的模拟功能模块进行通信，可实现对微控制器中模拟功能模块的调试。因此，使用该调试器可实现对微控制器中数字功能模块和模拟功能模块的调试，由于该调试器位于微控制器外部，因此不会增加微控制器芯片的面积。因此，采用该调试器实现了在不增加微控制器芯片面积的前提下对微控制器模拟功能模块和数字功能模块调试。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例提供的调试器的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型另一实施例提供的调试器的结构示意图；
[0021 ]图3是本实用新型另一实施例提供的调试器的结构示意图；
[0022]图4是本实用新型另一实施例提供的调试器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]图1示出了本实用新型实施例提供的调试器的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下:
[0025]用于微控制器的调试器包括调试接口控制模块100、数字调试模块200及通信控制模块300，其中，调试接口控制模块100用于接收上位机所发送的调试指令。
[0026]数字调试模块200与微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块200进行调试所得到的调试结果与对微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同；调试接口控制模块100的控制端与数字调试模块200的控制端相连接，数字调试模块200的数据端与通信控制模块300的数据端相连接，数字调试模块200的第一功能输入输出端接入第一调试信号，通信控制模块300的通信端与微控制器的模拟功能模块400的输入输出端相连接。
[0027]当对微控制器的数字功能模块进行调试时，调试接口控制模块100根据调试指令输出第一控制信号至数字调试模块200;数字调试模块200根据第一控制信号执行参数配置操作，并根据第一调试信号执行功能调试操作，且由数字调试模块200的第二功能输入输出端输出第一调试结果信号。
[0028]当对微控制器的模拟功能模块400进行调试时，调试接口控制模块100根据调试指令输出第二控制信号至数字调试模块200，数字调试模块200经通信控制模块300转发第二控制信号至微控制器的模拟功能模块400，模拟功能模块400根据第二控制信号执行参数配置操作，并根据模拟功能模块400的第一功能输入输出端所输入的第二调试信号执行功能调试操作，且由模拟功能模块400的第二功能输入输出端输出第二调试结果信号。
[0029]具体的，微控制器的数字功能模块包括微控制器内核、输入输出接口电路和数字功能外围设备，其中数字功能外围设备为定时计数器等对数字信号执行操作的外围设备。
[0030]具体的，在对微控制器的数字功能模块进行调试时，数字调试模块200根据第一控制信号执行参数配置操作，其中，第一控制信号为被配置参数的数值，数字调试模块200执行参数配置操作相当于对数字功能模块中的数字功能外围设备的参数进行配置，具体相当于配置数字功能外围设备的特殊功能寄存器的值，例如，当数字功能外围设备为定时计数器时，参数配置操作可为配置周期寄存器的值或配置控制寄存器的值。数字调试模块200根据第一调试信号执行功能调试操作相当于第一调试信号作为数字功能模块中数字功能外围设备的输入信号，数字功能外围设备正常工作，并根据第一调试信号输出第一调试结果信号。当数字功能外围设备为定时计数器时，第一调试信号为定时计数器的输入脉冲信号，定时比较器根据输入脉冲信号进行计数并输出计数结果(即第一调试结果信号)。
[0031 ]具体的，微控制器的模拟功能模块400包括微控制器内核、输入输出接口电路和模拟功能外围设备，其中模拟功能外围设备为比较器等对模拟信号执行操作的外围设备。当对微控制器的模拟功能模块400进行调试时，数字调试模块200经通信控制模块300发送第二控制信号至微控制器的输入输出接口电路;微控制器内核接收输入输出接口电路转发的第二控制信号，并将第二控制信号转发至模拟功能外围设备;模拟功能外围设备根据第二控制信号执行参数配置操作，并根据输入输出接口电路的第一功能输入输出端所输入的第二调试信号执行功能调试操作，且由输入输出接口电路的第二功能输入输出端输出第二调试结果信号。
[0032]进一步具体的，在对微控制器的模拟功能模块400进行调试时，模拟功能模块400根据第二控制信号执行参数配置操作，其中，第二控制信号为被配置参数的数值，参数配置操作是指对模拟功能模块400中的模拟功能外围设备的参数进行配置，具体为配置模拟功能外围设备的特殊功能寄存器的值，例如，当模拟功能外围设备为比较器时，参数配置操作可为配置比较控制寄存器的值或配置比较方式控制寄存器的值。模拟功能模块400根据第二调试信号执行功能调试操作具体为:第二调试信号作为模拟功能模块400中的模拟功能外围设备的输入信号，模拟功能外围设备正常工作，并根据第二调试信号输出第二调试结果信号。当模拟功能外围设备为比较器时，第二调试信号为比较器的输入信号，比较器根据第二调试信号执行功能调试操作即为比较器对输入信号进行比较并产生比较结果(即第二调试结果信号)。
[0033]具体的，调试接口控制模块100、数字调试模块200及通信控制模块300基于现场可编程门阵列器件实现。其中，调试接口控制模块100通过串行调试接口与上位机进行通信，可接收上位机发送的调试指令，也可将微控制器的实时运行状态信息返回至上位机;通信控制模块300为串行通信接口，与数字调试模块200和微控制器中的模拟功能模块400进行通信，在与微控制器的模拟功能模块400通信时，通信控制模块300作为通信从端，微控制器的模拟功能模块400作为通信主端，即模拟功能模块400中的微控制器内核发起通信请求，通信控制模块300响应通信请求。
[0034]作为本实用新型一实施例，如图2所示，数字调试模块200包括控制单元201、数字外设单元202及接口单元203。
[0035]控制单元201的控制端为数字调试模块200的控制端，控制单元201的信号端与数字外设单元202的信号端相连接，数字外设单元202的第一输入输出端和第二输入输出端分别与接口单元203的第一连接端和第二连接端相连接，数字外设单元202的数据端为数字调试模块200的数据端，接口单元203的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别为数字调试模块200的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端。
[0036]具体的，控制单元201的结构和功能与微控制器内核的结构和功能相同；数字外设单元202与微控制器中对应功能的数字功能外围设备相同，其中，微控制器中的数字功能外围设备包括定时计数器等对数字信号执行操作的外围设备;接口单元203与微控制器中的输入输出接口电路相同。
[0037]具体的，当对微控制器的数字功能模块进行调试时，调试接口控制模块100根据调试指令输出第一控制信号至控制单元201，控制单元201转发第一控制信号至数字外设单元202，数字外设单元202根据第一控制信号执行参数配置操作。其中，第一控制信号为被配置参数的数值，参数配置操作是指对数字外设单元202的参数进行配置，具体为配置数字外设单元202的特殊功能寄存器的值，例如，当数字外设单元202为定时计数器时，参数配置操作可为配置周期寄存器的值或配置控制寄存器的值。数字调试模块200根据第一调试信号执行功能调试操作具体为:第一调试信号作为数字调试模块200中数字外设单元202的输入信号，数字外设单元202正常工作，并根据第一调试信号输出第一调试结果信号。当数字外设单元202为定时计数器时，第一调试信号为定时计数器的输入脉冲信号，定时比较器根据输入脉冲信号进行计数并输出计数结果(即第一调试结果信号)。
[0038]作为本实用新型一实施例，如图3所示，本实用新型所提供的调试器还包括接口复用单元500。
[0039]接口复用单元500的多个复用端分别与接口单元203的第一输入输出端、接口单元203的第二输入输出端、模拟功能模块400的第一功能输入输出端及模拟功能模块400的第二功能输入输出端相连接，接口复用单元500的控制端与数字外设单元202的控制端相连接。
[0040]接口复用单元500根据数字外设单元202输出的控制信号将接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端分别选定为接口复用单元500的第一输入输出端和第二输入输出端，或者接口复用单元500根据数字外设单元202输出的控制信号将模拟功能模块400的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别选定为复用接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端。
[0041 ]具体的，接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端为接口单元203的普通输入输出端，没有与其他功能输入输出端复用。当对微控制器的数字功能模块进行调试时，数字外设单元202输出控制信号以将接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端分别选定为接口复用单元500的第一输入输出端和第二输入输出端；当对微控制器的模拟功能模块400进行调试时，数字外设单元202输出控制信号以将模拟功能模块400的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别选定为复用接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端。
[0042]具体的，如图3所示，接口复用单元500为多路选择器Q1。
[0043]具体的，如图4所示，接口复用单元500包括多路选择器Q1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、上拉电阻R3、下拉电阻R4、第一开关S1、第二开关S2。
[0044]多路选择器Ql的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端分别为接口复用单元500的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端，多路选择器Ql的控制端、第一开关SI的控制端及第二开关S2的控制端共接形成接口复用单元500的控制端，第一限流电阻Rl的第一端与接口单元203的第一输入输出端相连接，第二限流电阻R2的第一端与接口单元203的第二输入输出端相连接，第一限流电阻Rl的第二端、第二限流电阻R2的第二端、第一开关SI的第一端及第二开关S2的第一端共接，第一开关SI的第二端通过上拉电阻Rl与电源VCC相连接，第二开关S2的第二端通过下拉电阻R4与地相连接。
[0045]具体的，当对微控制器的模拟功能模块400进行调试时和对微控制器的数字功能模块进行调试时，数字外设单元202输出控制信号以使第一开关SI闭合或使第二开关S2闭合，即使接口单元203的第一输入输出端和第二输入输出端同时连接上拉电阻R3或同时连接下拉电阻R4。
[0046]本实用新型中，调试器包括调试接口控制模块、数字调试模块及通信控制模块，其中数字调试模块与微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块进行调试所得到的调试结果与对微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同，通信控制模块与微控制器中的模拟功能模块进行通信，可实现对微控制器中模拟功能模块的调试。因此，使用该调试器可实现对微控制器中数字功能模块和模拟功能模块的调试，由于该调试器位于微控制器外部，因此不会增加微控制器芯片的面积。因此，采用该调试器实现了在不增加微控制器芯片面积的前提下对微控制器模拟功能模块和数字功能模块调试。
[0047]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于微控制器的调试器，包括调试接口控制模块，所述调试接口控制模块用于接收上位机所发送的调试指令，其特征在于，所述调试器还包括数字调试模块和通信控制丰旲块; 所述数字调试模块与所述微控制器的数字功能模块的结构相同，对数字调试模块进行调试所得到的调试结果与对所述微控制器的数字功能模块进行调试所得到的调试结果相同；所述调试接口控制模块的控制端与所述数字调试模块的控制端相连接，所述数字调试模块的数据端与所述通信控制模块的数据端相连接，所述数字调试模块的第一功能输入输出端接入第一调试信号，所述通信控制模块的通信端与所述微控制器的模拟功能模块的输入输出端相连接； 当对所述微控制器的数字功能模块进行调试时，所述调试接口控制模块根据所述调试指令输出第一控制信号至所述数字调试模块;所述数字调试模块根据所述第一控制信号执行参数配置操作，并根据所述第一调试信号执行功能调试操作，且由所述数字调试模块的第二功能输入输出端输出第一调试结果信号； 当对所述微控制器的模拟功能模块进行调试时，所述调试接口控制模块根据所述调试指令输出第二控制信号至所述数字调试模块，所述数字调试模块经所述通信控制模块转发所述第二控制信号至所述微控制器的模拟功能模块，所述模拟功能模块根据所述第二控制信号执行参数配置操作，并根据所述模拟功能模块的第一功能输入输出端所输入的第二调试信号执行功能调试操作，且由所述模拟功能模块的第二功能输入输出端输出第二调试结果信号。2.如权利要求1所述的调试器，其特征在于，所述数字调试模块包括控制单元、数字外设单元及接口单元； 所述控制单元的控制端为所述数字调试模块的控制端，所述控制单元的信号端与所述数字外设单元的信号端相连接，所述数字外设单元的第一输入输出端和第二输入输出端分别与所述接口单元的第一连接端和第二连接端相连接，所述数字外设单元的数据端为所述数字调试模块的数据端，所述接口单元的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别为所述数字调试模块的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端。3.如权利要求2所述的调试器，其特征在于，所述调试器还包括接口复用单元； 所述接口复用单元的多个复用端分别与所述接口单元的第一输入输出端、所述接口单元的第二输入输出端、所述模拟功能模块的第一功能输入输出端及所述模拟功能模块的第二功能输入输出端相连接，所述接口复用单元的控制端与所述数字外设单元的控制端相连接； 所述接口复用单元根据所述数字外设单元输出的控制信号将所述接口单元的第一输入输出端和第二输入输出端分别选定为所述接口复用单元的第一输入输出端和第二输入输出端，或者所述接口复用单元根据所述数字外设单元输出的控制信号将所述模拟功能模块的第一功能输入输出端和第二功能输入输出端分别选定为所述复用接口单元的第一输入输出端和第二输入输出端。4.如权利要求1所述的调试器，其特征在于，所述调试接口控制模块、所述数字调试模块及所述通信控制模块基于现场可编程门阵列器件实现。5.如权利要求3所述的调试器，其特征在于，所述接口复用单元为多路选择器。6.如权利要求3所述的调试器，其特征在于，所述接口复用单元包括多路选择器、第一限流电阻、第二限流电阻、上拉电阻、下拉电阻、第一开关、第二开关； 所述多路选择器的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端分别为所述接口复用单元的多个复用端、第一输入输出端及第二输入输出端，所述多路选择器的控制端、所述第一开关的控制端及所述第二开关的控制端共接形成所述接口复用单元的控制端，所述第一限流电阻的第一端与所述接口单元的第一输入输出端相连接，所述第二限流电阻的第一端与所述接口单元的第二输入输出端相连接，所述第一限流电阻的第二端、所述第二限流电阻的第二端、所述第一开关的第一端及所述第二开关的第一端共接，所述第一开关的第二端通过所述上拉电阻与电源相连接，所述第二开关的第二端通过所述下拉电阻与地相连接。
【文档编号】G06F11/36GK205594621SQ201620349766
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】万上宏, 叶媲舟, 黎冰, 涂柏生
【申请人】深圳市博巨兴实业发展有限公司