多核系统调试的七个关键技巧.pdf

多核系统调试的 七个关键技巧 首个项目开始前 需要了解的知识 今天你可能还未尝试过多核开发，但或许在不久的将来你就会涉足这 至少会有四分之一的多核嵌入式设计项目将延长一倍 一领域。数十年来，程序开发人员一直致力于通过提高单核芯片的微 工期并且最多只能开发出原定50%的功能。 型化、时钟速度以及改良其设计来提高软件速度。相比之下，多核处 理器则能够高集成化并占用较小空间的基础上提供更多的功能，这就 是否了解并能够避免上述可能出现的问题决定了整个开发项目是一 意味着降低了能耗，为嵌入式系统制造商扩大了盈利空间。越来越多 帆风顺还是困难重重。因此我们总结了您在决定转向多核系统前所 的企业意识到多核系统相比传统的单核系统而言能为他们创造更多利 需要了解的七大问题。 益，因而都开始逐渐转向。VDC的研究报告表明，61%的嵌入式系 统工程师期望到2012年前能够在他们的开发项目中使用多核平台或 1. 断点会破坏调试 者多处理器结构。 从事多线程编程的开发人员都知道线程识别调试器对出现断点时找 VDC的研究报告表明，61%的嵌入式系统工程师期望 到触发当前断点的线程并同步暂停所有线程起着十分重要的作用。 到2012年前能够在他们的开发项目中使用多核平台或 在多核系统中情况则要复杂得多，因为出现断点时不能保证使其它 者多处理器结构。 处理器核同时暂停工作。在多核系统中，调试器需要进行跨处理器/ 跨核的断点监控和同步控制，否则就得执行成千上万条指令才能让 但是，多核系统与传统的单核系统有着根本上的差别。作为系统开发 系统暂停工作。因此，在暂停发生断点那个核的同时锁闭其它核在 人员，我们需要进行更为周全的考虑：即在了解多核系统能给我们带 多核系统中是很常见的情况。 来的丰厚回报的同时，也需要留意可能发生的问题。有些是技术上的 问题，包括新的编程模式的复杂性和相关的调试技术，另外一些则关 当然，你可以使用JTAG（联合测试行动小组）测试端口来进行调 系到项目范围、预算和时间进度上的不确定性。根据《嵌入式市场预 试，但要注意JTAG技术的应用并非一成不变，在由单核架构转向多 测师》的预测，至少会有四分之一的多核嵌入式设计项目将延长一倍 核架构的过程中，尤其需要了解JTAG技术在不同平台的应用上的差 工期并且最多只能开发出原定50%的功能。 异。JTAG的一大优势在于它确实能够在程序执行过程中让处理器暂 停工作并作出准确定位和调试。 2 I 多核系统调试的七个关键技巧 相比之下以往采用的一些调试方法则无法让低级别程序停止运行。但 2. 日志文件会引发阻塞 即使使用了JTAG技术，多核系统的调试仍然是空前浩大的工程。 由 于多核系统的每个核中都可能包含多个JTAG接口或者调试代码，你 对内存或缓存等共享资源的同步存取如设置不当就容易引发竞态条 很快就会发现自己陷入了无穷无尽的调整配置和测试工作中 件、死锁、数据破坏等问题。这些问题往往不可预测也难以总结出规 律。处理同一数据的同一代码在不同的路径中可能会产生不同的结 SMP （对称多处理）：对称处理系统采用的是同构芯 果。调试此类问题的棘手之处在于你需要逐行检查每一个线程中的代 片组结构,并共享内存,在该环境中,一个单一操作系统 码。 决定使用哪块芯片来处理任务。