MICROBLAZE的调试方法.docx
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MICROBLAZE的调试方法
MICROBLAZE的调试方法介绍
MICROBLAZE是XILINX提供的采用大端存储系统、指令和数据采用哈佛结构的32位软核,可在SPARTAN2,3和VIRTEX系统上运行,现对其调试方法做一个简单介绍,希望对有兴趣这方面开发的人有所帮助。
XILINX提供的调试环境主要有GDB和SDK。
即在XPS环境下可通过调用GDB完成,也可将程序导入SDK环境下进行调试。
这两种方法都是通过XMD作为底层工具与目标进行通讯。
本文以XPS环境下的GDB调试为例。
调试的方法主要由4种:
MDM,XMD-stub,ISS和VirtualPlatform。
其中后两为仿真调试,不需要目标硬件支持,对于没有目标板的而又想预先程序开发的用户是个不错的选择。
下面对这4种方法逐一做一简要介绍。
1.MDM(MicroprocessorDebugModule)
这种方式是基于硬件的调试方法。
主机通过JTAG与FPGA中的MDMcore相连,而MDM又与Microblaze的调试端口连接起来,从而完成调试信息的通讯。
一个MDM模块可以与一个和多个MicroBlaze处理器核相连,如下图1。
图1MDM连接
首先要加入opb_mdm模块并完成与microblaze调试接口的连接,并设置好相应的参数,如图2所示。
如果是通过BSB创建的项目,选择UseOn-chipDebugLogic作为调试方式即可完成opb_mdm模块的加入。
图2MDM相关设置
相应的MHS文件为:
BEGINmicroblaze
PARAMETERINSTANCE=microblaze_0
PARAMETERHW_VER=4.00.a
PARAMETERC_DEBUG_ENABLED=1
PARAMETERC_NUMBER_OF_PC_BRK=2
PARAMETERC_NUMBER_OF_RD_ADDR_BRK=1
PARAMETERC_NUMBER_OF_WR_ADDR_BRK=1
BUS_INTERFACEDLMB=dlmb
BUS_INTERFACEILMB=ilmb
BUS_INTERFACEDOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEIOPB=mb_opb
PORTCLK=sys_clk_s
PORTDBG_CAPTURE=DBG_CAPTURE_s
PORTDBG_CLK=DBG_CLK_s
PORTDBG_REG_EN=DBG_REG_EN_s
PORTDBG_TDI=DBG_TDI_s
PORTDBG_TDO=DBG_TDO_s
PORTDBG_UPDATE=DBG_UPDATE_s
END
BEGINopb_mdm
PARAMETERINSTANCE=debug_module
PARAMETERHW_VER=2.00.a
PARAMETERC_MB_DBG_PORTS=1
PARAMETERC_USE_UART=1
PARAMETERC_UART_WIDTH=8PORTDBG_CAPTURE_0=DBG_CAPTURE_s
PORTDBG_CLK_0=DBG_CLK_s
PORTDBG_REG_EN_0=DBG_REG_EN_s
PORTDBG_TDI_0=DBG_TDI_s
PORTDBG_TDO_0=DBG_TDO_s
PORTDBG_UPDATE_0=DBG_UPDATE_s
END
其中PARAMETERC_USE_UART=1是使能MDM中的UART功能,可通过它模拟UART从JTAG口传送数据。
在启动XMD与目标板连接之前,应用相应的设置如图3所示,选择HARDWARE,即选用MDM的调试方法。
图3
如一切正常的话,则XMD窗口显示的信息如图4所示。
图4MDM信息显示
此时便可启动GNB进行软件调试了。
2XMDSTUB
这是一种基于软件的调试方法。
XMDSTUB是一段从0x0开始的监控程序(ROMMONITOR),它可通过JTAG-UART(在OPB-MDM中使能的UART,当然也可单独加入一JTAG-UARTIP核)或UART口与XMD完成数据通讯,因此在MSS文件中必须有一个OPB-MDM或UARTLITE设计为XMDSTUBPERIPHERAL。
相应的MSS文件如下所示:
BEGINmicroblaze
PARAMETERINSTANCE=microblaze_0
PARAMETERHW_VER=3.00.a
PARAMETERC_DEBUG_ENABLED=0
BUS_INTERFACEDOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEIOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEDLMB=dlmb
BUS_INTERFACEILMB=ilmb
PORTCLK=sys_clk_s
END
BEGINopb_mdm
PARAMETERINSTANCE=debug_module
PARAMETERHW_VER=2.00.a
PARAMETERC_MB_DBG_PORTS=0
PARAMETERC_USE_UART=1
PARAMETERC_UART_WIDTH=8
图5
在Applications中完成如图6所示的设置,保证在编译时将XMDSTUB程序从0x0处开始放置。
另在XMD设置中,即图3中,应选择stub选项。
在advancedoptions中,默认的是JTAG方式的连接,即采用JTAG-UART方式,用JTAG口模拟UART功能。
如要选用UART方式,可勾上advancedoptions,选择serial,并设置好相应的串口参数,与IPCORE中选中的UARTLITE参数保持一致,保证正确连接,如图7所示。
另外,有一个有意思的事,不知是不是我机子的问题,就是当我将advancedoptions中选为SERIAL之后,就没法再改回JTAG了,SAVE时总是报错。
一个解决的办法就是先将CONNECTIONTYPE改为其它类型SAVE,然后再改回STUB,此时就不要再选advancedoptions了,因为默认的是JTAG方式。
图6
图7
上述设置完成后,便可DOWNLOAD程序,将XMDSTUB程序下载时FPGA中,然后打开XMD进行连接和启动GDB的SEVER,最后用GDB完成应用程序的下载和调试。
3ISS(InstructionSetSimulator)
这是一种基于指令集仿真的调试方法,只能支持处理器和内存模型,对其它的周边硬件不支持。
在图3中选用SIMULATOR,没有使用过这种方法,所以不多说。
4VirtualPlatformsystems
虚拟平台是硬件系统指令周期级的仿真模型。
通过它可以在没有硬件的基础上,进行应用程序的调试和优化。
如果没有硬件平台,这是一种很好的选择。
在XPS中,选择Tools>GenerateVirtualPlatform创建虚拟平台。
然后在图3的XMD中便可选择virtualplatform选项。
打开XMD,输入vpconnect命令,或前三个字母vpc,完成XMD与虚拟平台的连接,如图8所示。
最后便可运行GDB程序进行相应的调试工作了。
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