一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法技术

本发明专利技术公开了电子控制装置技术领域的一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，包括软件和硬件两部分，所述软件部分包括PC上位机软件、仿真监控芯片内部固件程序，所述硬件部分包括仿真监控芯片、目标MCU模块、存储模块及用户目标板，本发明专利技术采用FLASH存储器作为仿真调试系统的存储单元，使得该存储模块具有电子可擦除可编程特性、断电数据不丢失以及快速读取数据的特性等，用只包含待测MCU核的载体替代现场可编程门阵列实现仿真功能，使得仿真效果更加接近待测目标MCU核模块的运行情况，而且省去现场可编程门阵列可为硬件调试系统节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子控制装置
，具体为一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法。
技术介绍
单片机(MCU)的应用已经渗透到我们生活的各个领域，如仪器仪表、家用电器、航空航天、医疗设备、工业控制、汽车电子等。如此巨大的市场需求推动了MCU研发水平的进一步提高。为验证MCU各项功能是否正常以及应用方案的开发，需要实时监控MCU的运行状态，因此仿真调试方法的应用就显得尤为重要。目前的微控制器仿真调试系统主要分为三种：一种是由仿真器的仿真头取代微控制器工作，包括内部信号的产生、外部信号的捕获、数据传输时的数据流读写与存储、寄存器的读写等；第二种是用现场可编程门阵列来完全模拟目标MCU内核的逻辑结构，结合相应的外围电路如接口电路、电平转换模块等，实现目标MCU的功能；第三种是直接将测试程序烧录到一次性可编程微控制器中进行调试。目前主流的单片机的仿真调试系统中，包含PC上位机、主控模块、仿真模块、存储模块及接口模块等。PC上位机与主控模块之间采用USB协议进行通信。测试程序通过主控模块被载入到存储模块中。用户通过上位机控制主控模块发送仿真命令至仿真模块，仿真模块收到该命令后对其做出响应并返回相应的寄存器数据。现有的仿真调试系统的仿真模块一般采用现场可编程门阵列来实现MCU内核的功能，存储模块一般采用SRAM作为其存储单元。现有的单片机仿真调试系统中，缺点主要有两个：一是其仿真模块一般采用现场可编程门阵列来实现MCU内核的功能，由此得到的模拟仿真效果与MCU芯片实际运行效果存在某些细微的差别，有导致仿真效果不理想的可能性；二是仿真调试系统多采用静态存储器(SRAM)作为存储模块的存储单元，SRAM集成度低，功耗较大，掉电后不能保存原有数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的模拟仿真效果与MCU芯片实际运行效果存在某些细微的差别，仿真调试系统多采用静态存储器(SRAM)作为存储模块的存储单元，SRAM集成度低，功耗较大的问题。为实现上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，包括软件和硬件两部分，所述软件部分包括PC上位机软件、仿真监控芯片内部固件程序，所述硬件部分包括仿真监控芯片、目标MCU核模块、FLASH存储模块及用户目标板。优选的，所述PC上位机软件包括上位机调试界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库。优选的，所述上位机调试界面使用户根据自己的需求实现工程文件及调试测试程序相关的操作。优选的，所述调试测试程序包括对测试程序的单步运行、全速运行、断点调式、实施回传并显示寄存器数据。优选的，所述动态链接库实现了上位机与仿真监控芯片之间的通信，其内部包含二者的通信协议。优选的，所述目标MCU核模块是由仅包含待测MCU内部逻辑结构不包含存储单元的载体组成。优选的，所述目标MCU核模块有烧录专用通道，通过该通道将测试程序直接由仿真监控芯片加载至FLASH存储模块。优选的，所述FLASH存储模块由快闪存储器组成。优选的，本方法所适用的微控制器是指RISC结构的一次性可编程微控制器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种用快闪存储器(FLASH)作为仿真调试系统的存储模块、用仅包含待测MCU核不包含存储单元的载体作为仿真模块核心部件的微控制器仿真调试方法。采用FLASH存储器作为仿真调试系统的存储单元，使得该存储模块具有电子可擦除可编程特性、断电数据不丢失以及快速读取数据的特性等。同时，FLASH存储器的可擦除性决定了测试程序可以反复烧录，与直接用OTP芯片烧录相比降低了调试成本；用只包含待测MCU核的载体替代现场可编程门阵列实现仿真功能，使得仿真效果更加接近待测目标MCU模块的运行情况，而且省去现场可编程门阵列可为硬件调试系统节约成本；本方法可以实现将测试程序通过目标MCU核的烧录专用通道直接加载到快闪存储器(FLASH)模块中，减少了仿真监控芯片与存储模块之间的硬件接口设计，提升整个仿真调试系统可靠性的同时也因减少了部分外围接口电路，进一步降低了硬件成本。附图说明图1为本专利技术实施原理框图。图中：1PC上位机软件、2仿真监控芯片、3目标MCU核模块、4FLASH存储模块、5用户目标板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，包括软件和硬件两部分，所述软件部分包括PC上位机软件1、仿真监控芯片内部固件程序，所述硬件部分包括仿真监控芯片2、目标MCU核模块3、FLASH存储模块4及用户目标板5。其中，所述PC上位机软件1包括上位机调试界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库，所述上位机调试界面使用户根据自己的需求实现工程文件及调试测试程序相关的操作，所述调试测试程序包括对测试程序的单步运行、全速运行、断点调式、实施回传并显示寄存器数据，所述动态链接库实现了上位机与仿真监控芯片2之间的通信，其内部包含二者的通信协议，所述目标MCU核模块3是由仅包含待测MCU内部逻辑结构不包含存储单元的载体组成，所述目标MCU核模块3有烧录专用通道，通过该通道将测试程序直接由仿真监控芯片2加载至FLASH存储模块4，所述FLASH存储模块4由快闪存储器组成，本方法所适用的微控制器是指RISC结构的一次性可编程微控制器。具体的，使用时，本方法中选用一款内嵌USB2.0模块的ARM单片机作为仿真监控芯片2，PC上位机软件1通过USB2.0协议与仿真监控芯片2进行通信，目标MCU核模块3采用仅包含待测MCU内部逻辑结构不包含存储单元的载体作为该模块的核心部件。除可编程脉冲发生器、模数转换电路、看门狗及运算放大器等正常工作所需逻辑结构外，目标MCU核模块3还包括一条烧录专用通道，可将测试程序直接通过该通道加载至FLASH存储模块4。进行仿真调试前，先将固件程序下载至仿真监控芯片2，启动上位机后，调试系统进入初始化状态，等待用户进一步操作。用户在编辑测试程序后，对其编译即可生成用于调试的目标MCU测试程序。上位机发送下载测试程序命令，仿真监控芯片2在接收到该命令后，对其进行解析并做出响应，即将测试程序通过SPI总线发送至目标MCU核模块3，进而由目标MCU的烧录专用通道加载至FLASH存储模块4。当用户发送单步、设断点、运行至断点等调试命令时，仿真监控芯片2同样对该命令进行解析，随后根据命令内容通过目标MCU核模块3做一系列取址、取值的操作并返回相应寄存器的数据到上位机。本专利技术的关键技术在于目标MCU核模块3是由承载不含存储单元的待测目标MCU核的载体构成，而不是由现场可编程门阵列仿真得到。因此，调试过程与待测目标芯片实际运行过程更为贴近。此外，目标MCU核模块3中包含烧录专用通道，测试程序可以直接经由目标MCU模块3下载到FLASH存储模块4中，仿真监控芯片2不必为下载测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，包括软件和硬件两部分，其特征在于：所述软件部分包括PC上位机软件(1)、仿真监控芯片内部固件程序，所述硬件部分包括仿真监控芯片(2)、目标MCU核模块(3)、FLASH存储模块(4)及用户目标板(5)。

【技术特征摘要】
1.一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，包括软件和硬件两部分，其特征在于：所述软件部分包括PC上位机软件(1)、仿真监控芯片内部固件程序，所述硬件部分包括仿真监控芯片(2)、目标MCU核模块(3)、FLASH存储模块(4)及用户目标板(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，其特征在于：所述PC上位机软件(1)包括上位机调试界面及源程序、上位机运行状态下所调用的动态链接库。3.根据权利要求2所述的一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，其特征在于：所述上位机调试界面使用户根据自己的需求实现工程文件及调试测试程序相关的操作。4.根据权利要求3所述的一种基于快闪存储器的一次性可编程微控制器调试方法，其特征在于：所述调试测试程序包括对测试程序的单步运行、全速运行、断点调式、实施回传并显示寄存器数据。5.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志玲，丁蔚，陈恒江，黄坚，
申请(专利权)人：无锡中微爱芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32