JP2005276065A - Emulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより評価対象の制御装置の動作をエミュレートするエミュレータに関する。 The present invention relates to an emulator that emulates the operation of a control device to be evaluated by a CPU executing a program stored in a ROM.
図4は、エミュレータの動作を示している。この図4において、エミュレータ1には、評価対象の制御装置の動作をエミュレートするマイコン2が設けられている。このマイコン2は、CPU3、ROM4、RAM5を備え、ホストのパソコンからROM4に書込まれたプログラムに従ってCPU3が動作するようになっており、このマイコン2の状態を観察することによりプログラムをデバッグするようにしている。このようにマイコン2の状態を観察するには、マイコン2の動作状態では困難であることから、CPU3を任意のアドレスであるブレークポイントで停止させた状態でマイコン2の状態を観察するようにしている。つまり、アドレス比較器6にブレークポイントのアドレスを記憶しておき、命令バスのアドレスがブレークポイントと一致したところで、アドレス比較器6から最優先でCPU3に受け付けられるNMI(Non Maskable Interrupt )信号を出力するようにしている。これにより、CPU3の動作がプログラムのブレークポイントで停止するので、その停止状態でマイコン2の状態を観察することにより、プログラムを適切にデバッグすることが可能となる(特許文献1参照)。
しかしながら、アドレス比較器6は、一般的に複数個、例えば8チャンネル分しか用意されていないので、一般的に行うCPUの評価では不足している。
また、プログラムを実行途中で停止して評価する方法として、プログラムにブレークポイント(HALT命令)を設定し、ブレークポイントでプログラムを停止することが行われている。このようにプログラムにブレークポイントを設定する方法では、ブレークポイントを任意に多数設定することができるものの、このようなブレークポイントの変更にはROM4に記憶されたプログラム全体の書換えが必要であり、1回の書換えで必要となる時間が数分要することから、プログラムをデバッグするのに多大の時間を要する。
However, since a plurality of
Also, as a method of stopping and evaluating a program during execution, a breakpoint (HALT instruction) is set in the program and the program is stopped at the breakpoint. In this way, in the method of setting breakpoints in a program, a number of breakpoints can be arbitrarily set. However, such breakpoint changes require rewriting of the entire program stored in the
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、評価対象の制御装置の動作を検査する際に、プログラムに多数のブレークポイントを設定することが可能となると共に、プログラムに設定するブレークポイントの変更を短時間で行うことができるエミュレータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to set a number of breakpoints in a program and to set the program when inspecting the operation of a control device to be evaluated. An object of the present invention is to provide an emulator capable of changing breakpoints in a short time.
請求項1の発明によれば、評価対象の制御装置の動作を検査するために、ROMに記憶されたプログラムの任意のアドレスにブレークポイントを設定するには、そのアドレスに対応した停止用ビットをセットする。
そして、停止用ビットがセットされたアドレスをCPUがアクセスすると、出力手段がCPUに対して最優先割込の停止信号を出力する。これにより、CPUは、停止信号を最優先で受付けて停止状態となるので、その状態でCPUの状態を観測することができる。従って、ROMの任意のアドレスにブレークポイントを設定することができるので、多数のブレークポイントを設定することができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to set the breakpoint at an arbitrary address of the program stored in the ROM in order to check the operation of the control device to be evaluated, the stop bit corresponding to the address is set. set.
When the CPU accesses the address in which the stop bit is set, the output means outputs a stop signal of the highest priority interrupt to the CPU. As a result, the CPU receives the stop signal with the highest priority and enters the stop state, so that the state of the CPU can be observed in that state. Accordingly, since breakpoints can be set at arbitrary addresses in the ROM, a large number of breakpoints can be set.
請求項2の発明によれば、ROMの一部の所定アドレス領域をRAMに置換えることができるので、そのRAMの所定アドレス領域に停止命令を書込むことによりブレークポイントを設定した場合、RAMに対するプログラムの書換え時間はROMに対する書換え時間よりも大幅に短いことから、ブレークポイントの書換え時間を短縮することができる。
請求項3の発明によれば、ROMをRAMに置換えることができる所定アドレス領域を変更することができるので、ROM全体のアドレスにわたってブレークポイントの書換え時間を大幅に短縮することができる。
According to the second aspect of the present invention, a predetermined address area of a part of the ROM can be replaced with the RAM. Therefore, when a breakpoint is set by writing a stop instruction in the predetermined address area of the RAM, Since the program rewrite time is significantly shorter than the ROM rewrite time, the breakpoint rewrite time can be shortened.
According to the third aspect of the present invention, since the predetermined address area in which the ROM can be replaced with the RAM can be changed, the breakpoint rewriting time can be greatly reduced over the entire address of the ROM.
以下、本発明を車両用ECUが搭載される回路基板をデバッグするシステムに適用した場合の一実施例について図1ないし図3を参照して説明する。図2は、システム全体の電気的構成を示すブロック図である。ホストとしてのパソコン11にはエミュレータ12が接続されており、パソコン11は、エミュレータ12との間でデータを授受する。
このエミュレータ12とは、ユーザアプリケーションの動作確認を行うためのもので、最終的には、シングルチップマイコン(CPU、ROM、RAM、I/Oを1つのパッケージに収めたマイコン)のROMに実装されるユーザプログラムの動作と同等の動作を行う装置であり、一般的には1命令毎に汎用レジスタ、RAM、I/Oの変化などを確認することができる。また、ROM上の所定のアドレス実行、RAM、I/Oなどがある値になった場合の条件などにより連続実行状態によるユーザプログラムを一時停止状態に遷移させて、汎用レジスタ、RAM、I/Oなどの状態を確認することができる装置である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a system for debugging a circuit board on which a vehicle ECU is mounted will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the entire system. An
The
エミュレータ12には、評価対象となるシングルチップマイコンに内蔵されているCPUの動作をエミュレートするための評価用マイコン13が搭載されており、その動作はICEコントローラ14により制御されるようになっている。ICEコントローラ14は、I/F15を介してパソコン11から制御用データを受信すると共に、評価用マイコン13の観察データをパソコン11に送信する。
The
パソコン11には、オペレーティングシステム上で動作するアプリケーションとしてのICE用コントロールソフトウエアがインストールされており、そのコントロールソフトウエアは、必要に応じてユーザにより起動される。
評価用マイコン13は、CPU16、ROM17、RAM18、代替RAM19を備えて構成されている。ROM17には、パソコン11側からICEコントローラ14を介してプログラムがダウンロードされ、CPU16は、ROM17からプログラムを読出すことにより評価対象のシングルチップマイコンの動作をエミュレートするようになっている。
The personal computer 11 is installed with ICE control software as an application operating on the operating system, and the control software is activated by the user as necessary.
The
ここで、ROM17のビット数は、CPU16の処理ビット数よりも少なくとも1ビット付加されたビット数のものが用いられており、本実施例では、最上位ビット(停止用ビットに相当)17aとして1ビットが付加されたものを用いている。この付加された最上位ビット17aは、後述するようにHALT命令に対応するものである。Halt信号出力回路(出力手段に相当)20は、ROM17がCPU16によりアクセスされて記憶している命令を出力した際に最上位ビット17aを入力するように設けられており、最上位ビット17aがセットされていたときはCPU16に対してHalt信号を出力するように構成されている。
Here, the number of bits of the
評価対象としての回路基板21は、評価対象のシングルチップマイコンが搭載される基板であり、本実施例ではドアロック制御用の車両用ECUを構成するものである。この場合、エミュレータ12により確認したい内容は、ドアロックキー及び車速を入力要素、ドアロックを出力要素として、個別ドアロックキーの入力確認、集中ドアロックキーの入力確認、車速による集中ドアロック制御である。
The
この車両用ECUにおいて評価対象のシングルチップマイコンが搭載される部分には、当該シングルチップマイコンに代えてソケット(図示せず)が搭載されている。そのソケットには、エミュレータ12から延びる図示しないエミュレーションケーブルの先端に配置されたプローブが接続されるようになっており、CPU16は、双方向バッファ22及びI/F23を介してまたは直接回路基板21に電気的に接続されるようになっている。
In this vehicular ECU, a socket (not shown) is mounted in place of the single-chip microcomputer to be evaluated in the portion where the single-chip microcomputer to be evaluated is mounted. The socket is connected to a probe disposed at the tip of an emulation cable (not shown) extending from the
ところで、評価対象のプログラムを評価する際はROM17のプログラムを頻繁に書換える必要があることから、本実施例では、ROM17のアドレス空間のうちの所定アドレス領域を代替RAM19に置換えることにより、書換え時間の短縮を図り、評価効率を向上するようにしている。但し、単純にROM17の全てのアドレス領域をRAMに変更してしまうと、評価用マイコン13は、データ保持の面での信頼性及びチップサイズ面でのデメリットが大きいため、ROM17の容量(例えば256Kバイト)未満の容量(例えば2Kバイト)のみ内蔵する。また、接続されるアドレスを可変(例えば16Mバイト空間)とすることによりROM17全領域の書換えに対応するようにしている。
By the way, since it is necessary to frequently rewrite the program in the
このような機能を実現するために、本実施例では、図3に示すチップセレクト回路(アクセス切替手段に相当)24が設けられている。このチップセレクト回路24は、アドレスデコード回路25とROM/RAMセレクト回路26とからなる。CPU16からのアドレスバスのうち上位8ビットはチップセレクト(CS)として使用されており、アドレスデコード回路25にてデコードすることによりROM/RAMセレクト回路26を通じてROM17、RAM18、代替RAM19の複数のチップのうち一つのチップをデータの読出し或いは書込みの対象として選択するようになっている。ROM17、RAM18、代替RAM19の各チップにはCPU16からのアドレスバスの下位16ビットが接続されており、チップセレクト回路24によりチップセレクトされた状態でアドレスバスの下位16ビットにより選択された所定アドレスがCPU16によりアクセスされる。この場合、アドレスデコード回路25には図示しないレジスタが設けられており、アドレスバスの上位8ビットのビットパターンがレジスタに書込まれたビットパターンと一致したときに本来選択されるべきROM17に代えて代替RAM19を選択するようになっており、アドレスデコード回路25のレジスタを書換えることにより、代替RAM19と置換えられるROM17を変更することができる。
In order to realize such a function, in this embodiment, a chip select circuit (corresponding to access switching means) 24 shown in FIG. 3 is provided. The chip
要するに、CPU16からのアドレスの上位8ビットにより代替RAM19がチップセレクトされたときは、代替RAM19のアドレス領域と一致するアドレス領域のROM17が無効となることから、ROM17の所定アドレス領域を代替RAM19に置換えることが可能となる。また、アドレスデコード回路25が有する図示しないレジスタを書換えることにより、ROM17に代えて代替RAM19が有効となる所定アドレス領域をROM17全体のアドレス領域にわたって変更することが可能となる。
In short, when the
次に上記構成の作用について説明する。
さて、ユーザがアプリケーションのプログラムを完成したときは、そのプログラムの動作をエミュレータ12で検査する。つまり、作成したプログラムの確度を向上させるためにデバッグするのである。
ここで、プログラムを固定的なアドレスで停止して検査したい場合は、パソコン11のICE用コントロールソフトウエアを起動し、プログラムの任意の位置にブレークポイントを指定する。このような指定は、プログラムをニーモニックで示したエディタ画面においてブレークポイントを示すソースコードを挿入する。
Next, the operation of the above configuration will be described.
When the user completes the application program, the
Here, when it is desired to stop and inspect the program at a fixed address, the control software for ICE of the personal computer 11 is activated and a breakpoint is designated at an arbitrary position of the program. Such a specification inserts a source code indicating a breakpoint in an editor screen showing the program in mnemonics.
ICE用コントロールソフトウエアは、プログラムのソースコードを2進数のオブジェクトコードにアセンブルする際にブレークポイントを示すソースコードを検出したときは、そのブレークポイントに対応した命令のオブジェクトコードの最上位ビット17aに1を付加する。従って、ユーザが複数のブレークポイントを指定した場合は、そのブレークポイントに対応する複数のアドレスの最上位ビット17aがセットされることになる。この場合、ブレークポイントの数が限定されることはなく、ユーザは、ブレークポイントの数を意識することなく設定することができる。
When the ICE control software detects a source code indicating a breakpoint when assembling the program source code into a binary object code, the control software for ICE stores the most
そして、ICE用コントロールソフトウエアは、オブジェクトコードをICEコントローラ14に出力し、ICEコントローラ14がオブジェクトコードのプログラムをROMにダウンロードした状態でCPU16を起動すると、CPU16は、ROM17に記憶されたプログラムにしたがって動作する。
ここで、CPU16がROM17の所定アドレスにアクセスした際に、そのアドレスの最上位ビット17aがセットされていた場合は、Halt信号出力回路20からCPU16に対してHalt信号が出力される。このHalt信号はCPU16に対して最優先で受付けられるNMI信号であることから、CPU16は、現在の状態にかかわらずブレークポイントが設定されたアドレスで停止することになる。従って、ユーザは、パソコン11に対する操作によりCPU16のレジスタの内容、アドレスバス、データバスの出力状態、RAM18の記憶内容を観測することにより、プログラムが正常に動作しているかを判断し、正常に動作していない場合は、プログラムをデバッグし、ROM17に再度ダウンロードして再実行する。この場合、必要に応じてブレークポイントの位置を変更することにより、任意のアドレスでCPU16を停止してデバッグを効率よく行うことができる。
Then, the ICE control software outputs the object code to the
Here, when the
ところで、上述したようなROM17の最上位ビット17aとして停止用ビットを設けた場合、ブレークポイントを頻繁に変更するには適していない。これは、ROM17の書換えには数分間という比較的長時間を要することから、ROM17の書換えを頻繁に行った場合には、デバッグ時間に多大な時間を要するからである。
そこで、本実施例では、このようにブレークポイントを頻繁に変更するような場合は、ある特定範囲の狭いアドレス領域をデバッグするような場合であることに着目し、その所定アドレス領域をROM17から代替RAM19に置換えることにより書換え時間の短縮を図った。
By the way, when a stop bit is provided as the most
Therefore, in this embodiment, paying attention to the fact that breakpoints are frequently changed in this way is a case of debugging a narrow address area of a specific range, the predetermined address area is replaced from the
即ち、ユーザは、ブレークポイントを頻繁に変更したい所定アドレス領域のアドレスをCPU16が出力した場合に、その上位8ビットのデータによりチップセレクト回路24がROM17に代えて代替RAM19をチップセレクトするようにチップセレクト回路24のレジスタを設定する。
そして、プログラムの所定アドレス領域における任意のブレークポイントにHALT命令が挿入されたプログラムをROM17に書込む。この場合、所定アドレス領域以外のアドレスに関しては、ROM17がチップセレクトされることから、当該ROM17に命令が書込まれ、所定アドレス領域に関しては、代替RAM19がチップセレクトされることから、当該代替RAM19に命令が書込まれることになる。
That is, when the
Then, the program in which the HALT instruction is inserted at an arbitrary breakpoint in the predetermined address area of the program is written in the
このようなROM17及び代替RAM19への命令の書込み終了状態でエミュレータ12を起動すると、評価用マイコン13のCPU16は、ROM17にアクセスすることにより命令を順に読込んで実行する。そして、CPU16が所定アドレス領域をアクセスすると、ROM17に代えて代替RAM19がチップセレクトされるようになるので、CPU16は、代替RAM19に記憶された命令を実行するようになる。
When the
そして、CPU16が代替RAM19に記憶されたHALT命令を実行すると、そのアドレスで停止することから、その停止状態でマイコン13の状態を観測することが可能となる。
ここで、所定アドレス領域でブレークポイントを変更したい場合は、HALT命令の位置を変更したプログラムを書込む。この場合、所定アドレス領域以外のアドレスに関しては、ROM17に既に書込まれていることから、所定アドレス領域だけ修正された命令を書込む。これにより、代替RAM19のみプログラムが書換えられるので、プログラムの書換え時間を大幅に短縮することができる。
When the
Here, if it is desired to change a breakpoint in a predetermined address area, a program in which the position of the HALT instruction is changed is written. In this case, since an address other than the predetermined address area has already been written in the
このような実施例によれば、ROM17の最上位ビット17aとして1ビットが付加されたものを用い、CPU16によりアクセスされたアドレスの最上位ビット17aがセットされていたときは、CPU16に対してHalt信号を与えるようにしたので、アドレス比較器を用いてブレークポイントを設定する従来例のものと違って、固定的なブレークポイントを多数設定することができる。
According to such an embodiment, when the most
また、所定アドレス領域においてブレークポイントが頻繁に変更されるような場合は、CPU16が所定アドレス領域をアクセスした際にチップセレクト回路24によるチップセレクトをROM17から代替RAM19に変更するようにしたので、ブレークポイントが設定されたプログラムをROMに書換える従来例のものに比較して、ブレークポイントを頻繁に変更する場合の書換え時間を大幅に短縮することができる。
If breakpoints are frequently changed in the predetermined address area, the chip select by the chip
しかも、チップセレクト回路24により代替RAM19が有効となる所定アドレス領域をROM17全体にわたって変更可能としたので、ROM17の何れのアドレス領域にHALT命令を挿入し、そのHALT命令の位置を所定アドレス領域で頻繁に変更するにしても、プログラムの書換え時間の短縮を図ることができる。
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
In addition, since the predetermined address area in which the
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows.
ROM17のビット数としては、CPU16の処理ビット数に1ビットを加えたものを必ずしも使用する必要はなく、汎用のものを用いることにより複数ビットが付加されたものを用いるようにしてもよい。
停止用ビットをROM17の最上位ビット17aに設けるのに代えて、ROMの各アドレスと対応したアドレスを有するメモリの1ビットを用いるようにしてもよい。
As the number of bits of the
Instead of providing the stop bit in the most
チップセレクト回路24によるチップセレクトに代えて、CPU16により所定アドレス領域が選択されたときは、ROM17に代えて代替RAM19へアクセスを切替えるようにしてもよい。
Instead of the chip select by the chip
図面中、11はパソコン、12はエミュレータ、13は評価用マイコン、16はCPU、17はROM、17aは最上位ビット(停止用ビット)、18はRAM、19は代替RAM、20はHalt信号出力回路(出力手段)、24はチップセレクト回路(アクセス切替手段)である。
In the drawing, 11 is a personal computer, 12 is an emulator, 13 is an evaluation microcomputer, 16 is a CPU, 17 is a ROM, 17a is a most significant bit (stop bit), 18 is a RAM, 19 is a substitute RAM, and 20 is a halt signal output. A circuit (output means) 24 is a chip select circuit (access switching means).
Claims (3)
前記ROMの各アドレスに対応して設けられた停止用ビットと、
前記CPUにより前記ROMのアドレスがアクセスされたときは、そのアドレスに対応した停止用ビットの状態を判断し、当該停止用ビットがセットされていたときは、前記CPUに対して最優先割込の停止信号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするエミュレータ。 In an emulator that emulates the operation of a control device to be evaluated by a CPU executing a program stored in a ROM,
A stop bit provided corresponding to each address of the ROM;
When the address of the ROM is accessed by the CPU, the state of the stop bit corresponding to the address is determined, and when the stop bit is set, the CPU has the highest priority interrupt. An emulator comprising output means for outputting a stop signal.
前記ROMの所定アドレス領域が前記CPUによりアクセスされたときは、そのアクセスを無効とすると共に、前記代替RAMに対するアクセスを有効化するアクセス切替手段とを備え、
前記代替RAMに停止命令が設定されたプログラムを書込むことを特徴とする請求項1記載のエミュレータ。 An alternative RAM having a smaller memory capacity than the ROM;
When a predetermined address area of the ROM is accessed by the CPU, the access is invalidated, and access switching means for enabling access to the alternative RAM is provided.
2. The emulator according to claim 1, wherein a program in which a stop instruction is set is written in the alternative RAM.
3. The emulator according to claim 2, wherein the access switching means is provided so that a predetermined address area when accessed by the CPU can be changed.
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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