一种轻量化可扩展集成单机调试系统及方法与流程

本发明涉及一种轻量化可扩展集成单机调试系统及方法，属于复杂单机调试。

背景技术：

1、调试是产品研制过程中必不可少的一个环节，目前一种调试方法是通过加入ila模块对所关注的信号进行监测，然后综合、布局布线、生成二进制文件，最后通过仿真器下载到fpga中观察信号波形，定位相应问题。该调试方法每次只能调试一块fpga，同时也需要一个仿真器。相比通过加入ila模块进行信号监测的方法，更便捷高效的一种是使用处理器预留的调试线，第二种调试方法是将需要的调试信息通过预留的调试线进行收发处理。该方法每个可编程器件需要收发各一根连接线。

2、以上两种现有技术，第一种调试方法随着元器件的数量和所运行软件规模的不断增长而产生仿真器数量要求多、问题定位难度大、消耗时间多的问题。相比于单个fpga，在面临复杂单机中数十个fpga的调试工作时，需要数十个仿真器，数十倍的时间。同时，在产品封装后将不能对产品内部状态主动进行实时了解，定位相应问题。第二种调试方法要求每个可编程器件都要预留收发各一根连接线且每次只能保证一名开发人员调试。同样，在产品封装后通常无法通过此方法继续进行调试与监测。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种轻量化可扩展集成单机调试系统及方法，通过多个端口、多个模块之间协同处理，实现不同监测对象的同时调试。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种轻量化可扩展集成单机调试系统，包括位于星上的若干个调试模块、合路模块、对地接口模块，位于地面的调试设备；

4、每个所述调试模块放置于单机上的一个预置点位，连接若干个被监测模块；

5、所述合路模块连接所有的调试模块，将各调试模块发出的调试信息转换为串行数据后输出至对地接口模块，将对地接口输入的调试输入信息分解后发送至各调试模块；

6、所述地面调试设备接收对地接口模块发送的数据，并将生成的调试输入信息发送至对地接口模块。

7、优选的，所述调试模块包括缓存单元、编码单元、解码单元；

8、所述缓存单元包括发送缓存区、接收缓存区，将被监测模块发送的数据加入调试帧格式头部信息以及同步前导码后形成调试帧格式数据，存入发送缓存区；缓存单元将解码单元发送的数据存入接收缓存区；

9、所述解码单元对接收的数据进行曼彻斯特解码，再对解码后的数据进行同步检测，将检测为调试信息的数据去除同步前导码，根据数据携带的目的端口号发送至相应的缓存单元；

10、所述编码单元将符合调试帧格式的数据从发送缓存区中读取，进行曼彻斯特编码后发送至合路模块。

11、优选的，所述传输帧格式包括同步前导码、头部信息码、信息码；

12、所述同步前导码用于标识数据类型，为调试数据约定同步前导码值；

13、所述头部信息码包括开始码、源端口号、目的端口号；所述开始码用于标识有效数据的开始；所述源端口号、目的端口号为调试模块的端口号；

14、所述信息码为待传输的数据信息。

15、优选的，所述解码单元对解码后的数据进行同步检测，当检测到数据出现约定的同步字段后表示有调试信息输入，认定所述数据为调试数据。

16、优选的，当缓存单元发送缓存区的数据长度或数据发送的间隔大于设定的相应阈值，发送数据至合路模块。

17、优选的，使用计数器统计数据包的长度，用于监测缓存单元接收缓存区中的空间，形成数据存取指示信号，被监测模块根据数据存取指示信号对相应的缓存中的数据进行读取，用于后级调试信息交互处理。

18、优选的，所述解码单元读取接收的数据中目的端口号信息，若与调试模块所属的端口号不一致，则丢弃接收的数据；否则，将数据发送至缓存单元。

19、优选的，合路模块接收各调试模块的数据，进行曼彻斯特解码、去除同步前导码后，将数据存入对应的fifo中，并记录接口收到数据包的个数；根据接口收到数据包的个数读取相应的fifo，再加入同步前导码、进行曼彻斯特编码后发送至对地接口模块。

20、一种轻量化可扩展集成单机调试方法，应用于调试系统中，包括：

21、对地接口模块接收地面发送调试输入数据，合路模块对数据进行串并处理后分发；各调试模块接收分发的数据，进行曼彻斯特解码，再进行同步检测，检测到同步头后去除同步前导码，根据目的端口号将数据存入相应的缓存中；被监测模块对相应缓存中的数据进行读取，完成调试信息上行传输；

22、被监测模块发送数据至调试模块，将数据加入调试帧格式头部信息以及同步前导码后存入发送缓存区；将符合调试帧格式的数据从发送缓存区中读取并进行曼彻斯特编码后发送至合路模块；合路模块进行曼彻斯特解码、去除同步前导码后，将数据存入对应的fifo中，并记录接口收到数据包的个数；根据接口收到数据包的个数读取相应的fifo，再加入同步前导码、进行曼彻斯特编码后发送至对地接口模块；对地接口模块将数据传输至地面调试设备。

23、本发明与现有技术相比的优点在于：

24、(1)本发明通过合路模块将多个被监测模块fpga的调试信息合并传输至以太网，便于软件团队成员各取所需，同步调试。

25、(2)本发明通过设置不同的端口号，实现不同监测对象的同时调试。在调试过程中可同时了解到多个被监测模块fpga的内部运行情况。

26、(3)本发明调试接口仅需要1收1发，硬件代价小。

技术特征：

1.一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，包括位于星上的若干个调试模块、合路模块、对地接口模块，位于地面的调试设备；

2.根据权利要求1所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，所述调试模块包括缓存单元、编码单元、解码单元；

3.根据权利要求2所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，所述传输帧格式包括同步前导码、头部信息码、信息码；

4.根据权利要求2所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，所述解码单元对解码后的数据进行同步检测，当检测到数据出现约定的同步字段后表示有调试信息输入，认定所述数据为调试数据。

5.根据权利要求2所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，当缓存单元发送缓存区的数据长度或数据发送的间隔大于设定的相应阈值，发送数据至合路模块。

6.根据权利要求2所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，使用计数器统计数据包的长度，用于监测缓存单元接收缓存区中的空间，形成数据存取指示信号，被监测模块根据数据存取指示信号对相应的缓存中的数据进行读取，用于后级调试信息交互处理。

7.根据权利要求2所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，所述解码单元读取接收的数据中目的端口号信息，若与调试模块所属的端口号不一致，则丢弃接收的数据；否则，将数据发送至缓存单元。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化可扩展集成单机调试系统，其特征在于，合路模块接收各调试模块的数据，进行曼彻斯特解码、去除同步前导码后，将数据存入对应的fifo中，并记录接口收到数据包的个数；根据接口收到数据包的个数读取相应的fifo，再加入同步前导码、进行曼彻斯特编码后发送至对地接口模块。

9.一种轻量化可扩展集成单机调试方法，应用于权利要求1所述的调试系统中，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种轻量化可扩展集成单机调试系统及方法，通过调试模块及合路模块将所有调试信息转换为串行数据输出至对地接口，同时将对地接口输入的串行数据通过合路模块及调试模块输出至各个被监测模块。地面部分通过地面调试设备输出至各位开发人员，同时将调试输入信息输出至星上产品的对地接口。本发明通过多个端口、多个模块之间协同处理，实现不同监测对象的同时调试。

技术研发人员：张建雄,孙汉汶,胡达瑞,张文娟,郑晓琦,闫泽坤,安南
受保护的技术使用者：西安空间无线电技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24