专利名称：无线调试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线调试系统，尤其是涉及基于802. 15. 4通信 协议的ZIGBEE的无线调试系统
背景技术：
作为近距离无线移动通信典型标准ZIGBEE的系统的开发和应用 在近年来日趋普及，符合该ZIGBEE标准的大规模无线集成电路的开 发成为对于ZIGBEE技术的各种实际应用的基础。本申请人对于各种 符合ZIGBEE芯片的应用有着深入的研究并对于它们的应用给出过便 于实现开发的应用平台，具体参见本申请人在2007年6月15日提交 的题为"一种ZIGBEE微处理器芯片应用开发系统"中国专利申请 200710090206.8。该申请被结合在此作为参考。
尽管使用本申请人提供的开发应用平台在开发成型的一致性和 便利性方面有了很大的提高，但是在产品的最后的调试方面、即问题 /故障的侦测和排除方面仍然有困难。为了说明己有技术中的这种问 题，本申请首先参考附图1来做分析。
图1是已有技术中的ZIGBEE微处理器芯片应用开发系统的调试 原理图。如图所示，该调试系统包括指令编辑器l，它可以由一个 普通计算机来实现，其中安装有针对具体单片机(ZIGBEE微处理器 芯片)的开发和调试软件，通过软件的编程操作来产生期望传输到所 述单片机的指令；专用传输电缆2:根据具体单片机，目前最常见的 是USB接口或RS232接口的传输电缆，用于实现指令编辑器1和适配 器3的通信；适配器3，它是一个协议适配器，例如是JTAG适配器， 它的主要作用是将专用传输电缆2的通信协议转换成JTAG电缆4的 通信协议，并且能够将JTAG电缆4的通信协议反向地转换成专用传 输电缆2的通信协议，通过这种协议转换器的功能来使得指令编辑器 1能控制下面所述的单片机5; JTAG电缆4，连接在适配器3和单片 机5之间的专用电缆，实现适配器3和单片机5的通信；单片机5， 例如是普通的单片机或ZIGBEE微处理器。
仍参考图1中，单片机5包括单片机内部的调试电路部分6， 重要的是，指令编辑器1所形成的控制和调试指令都经过适配器3、 JTAG电缆4之后都必需通过单片机内部的调试电路部分6才能够实 现对于整个单片机整体控制。如本专业技术人员公知的那样，单片机 5还包括作为单片机最核心部分的单片机内核7 (类似PC机中的 CPU)、非易失存储器8 (—般通称R0M。是单片机掉电后，数据不丢 失的存储器，目前使用最多的是FLASH,是单片机用来存储程序和保 存数据的)、易失存储器9 (一般通称RAM，是单片机掉电后其中的 数据会丢失的存储器，是程序运行过程中保存数据的地方，与非易失 存储器8不同的是，它的读写速度非常快，二者在速度上差很多数量 级)以及单片机外围设备10 (常见的有UART， SPI， 12C， IO等接口 控制电路)实际上单片机内部的调试电路部分6也应该属于是单片机 外围设备10的一部分，但是在本发明的解释中该单片机内部的调试 电路部分6具有重要的位置，因此特别将其单独示出。
请关注在上述已有技术中的在JTAG适配器3和在单片机5中的 单片机内部的调试电路部分6之间的连接和通信方式它们是通过 JTAG电缆4进行连接和数据传输和数据反馈的。在实际中，这种通 信方式引起的问题是，由于JTAG电缆4的对于适配器3和在单片机 5中的单片机内部的调试电路部分6的有线连接，使得通过指令编辑 器1对于单片机5调试(通常称作DEBUG过程)往往不能正确进行， 其原因如下。
实际上，被调试的单片机5在物理体积上要远远小于整个调试 系统的其它组成部分的物理尺寸，例如小于指令编辑器l、专用传输 电缆2、 JTAG适配器3以及JTAG电缆4任何之一的物理体积。特别 是在单片机5是一个ZIGBEE微处理器芯片的情况下。所以在进行调 试时，系统的分布电容和电感所起到的影响和作用已经达到完全不能 够反映被调试的单片机5或ZIGBEE微处理器芯片的真实工作状态的
程度。特别是在作为短距离接续通信的ZIGBEE微处理器芯片的情况 下，系统中的连接电缆(例如专用传输电缆2和JTAG电缆4)感应 到的干扰和噪声信号，往往使得难以进行准确的调试和控制过程。甚 至发生这样的情况，即由于在连接状态下被调整为正常工作的单片机 5或ZIGBEE微处理器芯片在离线后的单独操作中则是不能正常工作， 而要求有经验的调试人员必需根据被调试的单片机5或ZIGBEE微处 理器芯片来总结一套在线调试时显示不正确的参数，这套参数能够使 得被在调试的单片机5或ZIGBEE微处理器芯片离线后能够正确地工 作。
特别应该指出的是，在DEBUG调试过程中这种问题尤其显得严 重。这是用于作为DEBUG调试过程的任务是要通过反复的交互来实现 工作微处理器/单片机的工作条件和状态的确定。 一方面要把由指令 编辑器1编辑产生的命令传送到在单片机5中的单片机内部的调试电 路部分6，另一方面，必需实时地把调试电路部分6根据调试命令产 生的结果数据反馈到指令编辑器l中来由该指令编辑器l判断单片机 5目前的状态并由此编辑随后发出的下传指令。很显然，上述存在的 JTAG电缆4所带来的干扰，已经使得准确和快速的单片机调试变得 不可能。
根据上述的情况，显然需要提供一种方法和系统来克服上述已 有技术中的问题，从而实现对于单片机5或ZIGBEE微处理器芯片的 可靠和方便的调试。
发明内容
本发明旨在解决上述的问题而提供一种用于单片机/ZIGBEE微 处理器芯片无线调试系统。
根据本发明的一个技术方案，提供一种能够代替已有技术中的 JTAG电缆的交互传输无线(RF)传输通道，该无线传输通道特别适 合在单片机/ZIGBEE微处理器芯片调试系统中使用，以便将指令编辑 器所编辑的调试指令下传到被调试的单片机，并且将反映该被调试的 单片机的工作状态的数据信息反馈传送到该指令编辑器而作为其再
次发送调试指令的基础。
根据本发明的另一个技术方案，提供一种无线调试系统，包括 指令编辑器，用于编辑对单片机/微处理器芯片进行调试的调试
指令；
无线适配器，所述无线适配器包括
协议转换器，用于根据预定协议转换经过专用电缆从所述指 令编辑器接收的调试指令，和 调制解调器，用于
调制所述调试指令以便通过一个天线把调制的无线信号发送 到作为调试对象的单片机/微处理器芯片；并且
从所述的单片机/微处理器芯片接收无线信号，并从接收的信 号中解调出反映所述单片机/微处理器芯片当前状态的数据而反馈到 所述的指令编辑器；
交互传输无线传输通道，用于连接所述的协议转换器和被调试 的单片机/微处理器芯片，以便将载有所述指令编辑器所编辑的调试
指令的无线信号下传到被调试的单片机/微处理器芯片，并且将载有 反映该被调试的单片机/微处理器芯片的工作状态的数据信息的无线 信号反馈上传到该指令编辑器而作为其再次发送调试指令的基础； 单片机/微处理器芯片，用作系统的被调试对象，包括
无线收发器，所述的无线收发器包括调制解调器，用于 解调通一个天线从所述的无线通道接收的无线信号而获得调 试指令；并且
以所述的单片机/微处理器芯片的当前工作状态数据来调制
无线信号并利用所述天线经所述无线通道上传该调制的无线信号。 根据本发明的上述的技术方案，其中采用的预定协议是IEEE
802. 15. 4协议。
根据本发明的上述的技术方案，其中包括在所述的单片机/微处
理芯片中的无线收发器是基于IEEE 802.15.4协议的无线收发器。 采用本发明提出的无线调试系统，由于仅通过802. 15. 4的无线
通信协议的无线通道来将作为调试器的指令编辑器和作为调试目标
的单片机电路板连接到一起，使得两着之间没有任何有线连接，供电
系统和接地系统彼此完全独立，二者的通信完全通过802. 15. 4和 ZIGBEE来完成，从而有效地避免了两者在调试过程中互相干扰，避 免了目标系统在有调试器之时和没有调试器之时的电气性质的差异。 另外由于采用无线连接，使得被调试的目标单片机放置位置的任意 性，保证了调试过程中目标系统的完整性，避免了由于调试环境和实 际运行环境的不同而造成无法捕捉到实际运行中的错误的情况的出 现。
图1是已有技术中的ZIGBEE微处理器芯片应用开发系统的调试 原理示意图。
图2是根据本发明的ZIGBEE微处理器芯片应用开发系统的调试 原理示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图来描述根据本发明的实施例。通过结合附图的 描述，本发明的上述的特征和优点将变得显见。
图2是根据本发明的ZIGBEE微处理器芯片应用开发系统的调试 原理示意图。
如图2所示，该调试系统包括指令编辑器l，它可以由一个普 通计算机来实现，其中安装有针对具体单片机(例如ZIGBEE微处理 器芯片)的开发和调试软件，通过软件的编程操作来产生期望传输到 所述单片机的指令；专用传输电缆2:根据具体单片机，目前最常见 的是USB接口或RS232接口的传输电缆，用于实现指令编辑器1和无 线适配器30的通信；无线适配器30;和被调试的单片机/微处理器 50。
作为本发明实施例的一个重要部件的无线适配器30是一个无线 协议适配器，例如是无线方式的JTAG适配器，它的主要作用是对专 用传输电缆2的通信协议的无线信号进行转换，并且将该信号发送到
单片机/微处理器50中的与之配合的无线收发器61。并且该无线适
配器30还能够接收来自被调试的单片机/微处理器芯片50中的该无
线收发器61所回馈的射频信号，并从该回馈的射频信号中提取反映 该单片机/微处理器当前工作状态的数据，而且经过专用传输电缆2
将该数据回馈到指令编辑器l作为该指令编辑器l再次编辑和发送控 制指令的基础。
作为本发明实施例的另一个重要组成部分的无线通道40是联系 上述无线适配器30 (进而联系指令编辑器l)和单片机/微处理器芯 片50的唯一通道。它是一个交互双向的无线通道，用于在无线适配 器30和单片机/微处理器芯片50之间双向地传送符合例如ZIGBEE 通信协议的射频信号。
如在图2中所示，被调试试的单片机50与图1中所示的已有技 术中的单片机5的区别在于其包括一个无线收发器61，该无线收发 器包括图中没示出的天线和调制解调器。该无线收发器61是基于 IEEE802. 15. 4协议栈的无线收发器。即该收发器从无线通道40接收 并解调符合IEEE802. 15. 4协议的调试指令，并将解调后的调试指令 送到调试接口电路62而最终实现指令编辑器1对于单片机的进行调 试的目的。
另一方面，反映该被调试的单片机50当前工作状态的数据通过 调试接口电路62送到该无线收发器61。通过无线通道40，无线收发 器61把收到的反映该被调试的单片机50当前工作状态的数据反馈上 传到无线适配器30，最终通过专用电缆2到达指令编辑器1，作为该 编辑器1进一步对该被调试的单片机50发出调试指令的基础。
如图2所示，与已有技术的图1所示相同，被调试的单片机50 还包括作为单片机最核心部分的单片机内核7(类似PC机中的CPU)、 非易失存储器8 (—般通称ROM。是单片机掉电后，数据不丢失的存 储器，目前使用最多的是FLASH，是单片机用来存储程序和保存数据 的)、易失存储器9 (一般通称RAM，是单片机掉电后其中的数据会 丢失的存储器，是程序运行过程中保存数据的地方，与非易失存储器 8不同的是，它的读写速度非常快，二者在速度上差很多数量级)以
及单片机外围设备10 (常见的有UART， SPI， I2C， IO等接口控制电 路)实际上单片机内部的调试接口电路部分62也应该属于是单片机 外围设备10的一部分，但是在本发明的解释中该单片机内部的调试 电路部分6具有重要的位置，因此特别将其单独示出。
下面通过操作过程来再次详细说明本发明实施例的无线调试系 统的不同于已有技术的特征内容。
如上所述，对于一个单片机/微处理器进行调试的过程是一个用 户通过指令编辑器与被调试的单片机/微处理器进行交互而实现的
(业内被称作DEBUG过程de:英语词头，消除的意思；bug:坏虫。 Debug在这里就是清除程序中的错误的过程)。
根据本发明实施例的无线适配器30接收并转换专用传输电缆2 的传来的指令数据，其中的调制解调器按照IEEE802. 15. 4协议把接 收的指令数据调制到无线载波上(例如通过IEEE802. 15. 4建议的 2. 4GHzDSSS/QPSK(正交相移键控调制))，并且通过天线发送载有该 指令数据的射频信号。
由无线适配器30发出的上述载有指令数据的射频信号通过无线 通道40传送到单片机/微处理器芯片50中的无线收发器61。无线收 发器61中的调制解调器从接收的信号中解调出控制指令数据并且将 该控制指令数据传送到调试接口电路62。该调试接口电路62执行根 据指令数据的调试，并且即时地将该单片机/微处理器50的当前状态 /错误信息数据返回到无线收发器61。
无线收发器61中的调制解调器同样按照IEEE802. 15. 4协议把 该当前状态/错误信息数据调制到无线载波上并通过没示出的天线发 送。
由单片机/微处理器芯片50中的无线收发器61发出的上述载有 当前状态/错误信息数据的射频信号通过无线通道40传送到无线适 配器30。无线适配器30中的调制解调器从接收的信号中解调出该当 前状态/错误信息数据并且将这些数据反馈传送到指令编辑器1。该 指令编辑器1随即执行对于该当前状态/错误信息数据的分析，并且 根据数据的分析结果来编辑出针对被调试单片机/微处理器芯片50的错误状态的新的指令数据，用于下一步的下行发送。
通过上述的在无线适配器30和被调试单片机/微处理器芯片50
中的无线收发器61之间的符合例如ZIGBEE通信协议的射频信号的双 向传送，实现了对于被调试单片机/微处理器芯片的无线调试。
利用本发明上述实施例的无线调试系统，由于仅通过IEEE 802. 15. 4的无线通信协议的无线通道来将作为调试器的指令编辑器 和作为调试目标的单片机电路板连接到一起，使得两着之间没有任何 有线连接，从而有效地避免了已有技术中的调试过程中的互相干扰， 达到可靠快速和便捷的调试操作。
虽然上文的描述和附图提供了本发明的优选实施例，但应理解 的是，在不偏离如所附权利要求定义的本发明原理的精神和范围的条 件下，可以作出各种添加、修改和替代。本专业技术人员将理解到， 在本发明的实践中可以使用形式、结构、设计、连接方式、组件与元 件等许多修改，在不背离本发明原理的条件下，以这样的修改来适应 具体的环境和操作要求。因此，给出的公开实施例在各方面都将被认 为是说明性的和非限制性的，本发明的范围由附加的权利要求及其法 律上的等同物所揭示，而不局限于上述的描述。
权利要求
1.一种交互传输无线(RF)传输通道，用于单片机调试系统中，其特征在于将指令编辑器所编辑的IEEE802.15.4的调试指令所调制的载波信号下传到被调试的单片机，并且将反映该被调试的单片机的工作状态的数据信息反馈传送到该指令编辑器而作为其再次发送调试指令的基础。
2. —种无线调试系统，其特征在于包括 指令编辑器，用于编辑对单片机/微处理器芯片进行调试的调试指令；无线适配器，所述无线适配器包括协议转换器，用于根据预定协议转换经过专用电缆从所述指 令编辑器接收的调试指令，和调制解调器，用于调制所述调试指令以便通过一个天线把调制的无线信号发送到作为调试对象的单片机/微处理器芯片；并且从所述的单片机/微处理器芯片接收无线信号，并从接收的信 号中解调出反映所述单片机/微处理器芯片当前状态的数据而反馈到 所述的指令编辑器；将指令编辑器所编辑的调试指令所调制的载波信号 交互传输无线传输通道，用于连接所述的协议转换器和被调试 的单片机/微处理器芯片，以便将载有所述指令编辑器所编辑的 IEEE802. 15. 4调试指令的无线信号下传到被调试的单片机/微处理 器芯片，并且将载有反映该被调试的单片机/微处理器芯片的工作状 态的数据信息的无线信号反馈上传到该指令编辑器而作为其再次发 送调试指令的基础；单片机/微处理器芯片，用作系统的被调试对象，包括无线收发器，所述的无线收发器包括调制解调器，用于 解调通一个天线从所述的无线通道接收的无线信号而获得调 试指令；并且以所述的单片机/微处理器芯片的当前工作状态数据来调制 无线信号并利用所述天线经所述无线通道上传该调制的无线信号。
3. 根据权利要求2的无线调试系统，其特征在于，其中采用的预 定协议是IEEE 802. 15. 4协议。
4. 根据权利要求2的无线调试系统，其特征在于，其中包括在 所述的单片机/微处理芯片中的无线收发器是基于IEEE 802. 15.4协 议的无线收发器。
全文摘要
一种无线调试系统，包括指令编辑器、无线适配器、交互无线传输通道和被调试的单片机/微处理器芯片。该交互无线传输通道连接无线适配器的协议转换器和被调试的单片机/微处理器芯片中的无线收发器，以便将载有该指令编辑器所编辑的调试指令的无线信号下传到被调试的单片机/微处理器芯片，并且将载有反映该被调试的单片机/微处理器芯片的工作状态的数据信息的无线信号反馈上传到该指令编辑器而作为其再次发送调试指令的基础。
文档编号H04L29/06GK101179585SQ20071030215
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者王镜纯 申请人:王镜纯