利用逻辑分析仪和目标系统互动开发导航计算机.pdfVIP

利用逻辑分析仪与目标系统互动开发导航计算机 史永文，高军 (大连海事大学计算机学院) 摘要：介绍用逻辑分析仪开发导航计算机中嵌入模块的一种新颖方法。在开始阶段进行总体设计 时，让单片机预留出用于使逻辑分析仪和单片机史互作用的中断入口，令其处于最高优先毁，当单片 机运行时．借助于逻辑分析仪．在所关心的跟踪点土引发单片机用于测试的中断．从而实时地在逻辑 分析仪上读取所关心的CPU内部状态，而这并不影响设备的正常运行。 关键词：逻辑分析仪；开发；导航计算机 1逻辑分析仪是数据域测试的方便工具 20世纪70年代以来，计算机技术和微电子技术有了飞速发展。随着微处理机的应用范围日益扩大，大 规模集成电路大量涌现，各种导航计算机常常嵌入有自控程序的智能模块来对各个传感器的信息进行预处 理。在研制、开发和维修过程中所遇到的硬、软件故障急需解决。一般来说，用电子示波器来观测模拟信号， 也可以利用它来观测为数不多的若干个通道数字信号电平的变化和时序。但是因为电子示波器是为观测模 拟信号设计的，用来观测数字信号的主要困难和局限性表现如下： (1)输入通道数不足。微型机中数据是在总线上按时序传递的。总线有数据总线、控制总线和地址总线 等。显然，如果检查导航计算机中嵌入式单片机的工作状态或故障，则需要显示、检测的点是很多的，要用单 通道或为数不多的几个通道的电子示波器来同时检查系统的工作是不现实的。 (2)难于观测非周期性的单脉冲或周期很长的重复性脉冲。一般的电子示波器没有存储功能，因此不能 记录和显示单脉冲。长周期重复性脉冲，受屏幕余辉的限制，构不成连续、完整的波形，或者波形被压挤在屏 幕很小的范围内，不能观测其细节。 (3)只能显示触发后的信号，不能观测触发前的信号。由于电子示波器没有存储功能，数据不能存储，因 此它仅能在屏幕上展开并显示触发后，即扫描开始后的波形。所以很难展现特定故障作为触发的在此之前的 动作，而这常常是找寻故障原因所必需的。 (4)波形的显示是时域的，即原封不动地实时显示输人波形，不能以数据域的状态、图形、助记符等多种方 式显示测量结果。 导航计算机中嵌人模块的故障表现为硬件故障和软件故障。硬件故障主要表现为数据错误、毛刺尖峰、 冒险和竞争、定时错误以及电平错误等。软件故障主要表现为错误指令的执行。在检测这些故障时，除在必 要时用时域显示实时波形外，主要应以数域形式显示测量结果。电子示波器没有这方面的功能，用电子示渡 器测试和检测数字系统的数据流信息，往往难以奏效。为解决这一新课题，近30年来迅速发展起来的新型的 测试设备——逻辑分析仪形成了一门新的测试技术。逻辑分析仪主要测试由许多位信息按一定格式组成的、 有意义的数据流，因此称为数据域测试设备。数据域测试的对象是数字系统，包括芯片、印制电路板(PCB)、 设备乃至系统。因其被测系统的信息载体主要是二一进制数据流，为区别频域或时域的测量，把这一类测试 统称为数据域测试。从数字系统的工作过程来看，它总是体现在一定条件下的某种因果判断关系。这种因果 一30一 判断关系，通常是以一定的逻辑方程来表示的。所有的数字设备，都是由基本的数字单元按一定的逻辑关系 组建而成的。正常逻辑关系的破坏表现为硬件故障。运行中的数字系统，其状态是由系统中各有关部分高低 不同电平的组合及其变化来表示的，它们形成了数据流。运行正常的系统，其数据流是正常的，反之则是异常 的。异常数据流表征了软件故障。对数字电路、数字系统及其运行中产生的数据流进行测试，是验证系统工 作、排除电路和设备软、硬件故障、提高系统工作可摧性的有效措施。 数字电路的故障是数字系统硬件故障的主要原因，错误指令的执行等则产生软件故障。数字设备或数字 系统从元件到部件，以及到整机的制造，乃至运行过程中都可能发生故障。为了发现和排除软、硬件故障，必 须进行测试。功能测试的主要任务是检查逻辑电路输入和输出之问的关系是否与原设计的逻辑要求相一致。 因此。功能测试又称逻辑测试。 数字系统相对于模拟系统其信号的特点是： (1)绝大部分数字信息都是多位接时序传输的； (2)有的信号只出现一次，有的信号虽重复出现，但是周期很长； (3)造成系统出错的误码常混在～串正确的数据流中，只在出错后才能辨认出来，常要求查找其腻因。 针对逻辑电路故障的特点，应用逻辑分析仪对数据流进行测试是极为有效的方便工具。 2利用仿真器或逻辑分析仪开