一种适用于AHB协议的总线监控模块与监控方法技术

本发明专利技术涉及集成电路领域，特别涉及一种适用于AHB协议的总线监控模块与监控方法，所述总线监控模块包括多个通道，总线上多个主控设备和从设备分别与每个通道的输入端连接，所有通道的输出汇总到中断管理单元，中断管理单元作为总线监控模块的输出端与主控设备连接，每个通道包括监控选择单元、访问过滤单元、计数比较单元，并为每个通道设置一个地址范围，并且每个通道的地址范围不重复；本发明专利技术能够在特定总线访问达到一定次数时产生中断，丰富了处理器的控制方式与调试方法。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于AHB协议的总线监控模块与监控方法
本专利技术涉及集成电路领域，特别涉及一种适用于AHB协议的总线监控模块与监控方法。
技术介绍
MCU芯片通常基于总线架构，处理器/DMA等主控设备通过总线访问存储器/通信模块等从设备，实现通用计算，实时控制等功能。总线是主控设备与从设备之间的接口桥梁。分析总线的工作状态以及运行效率，能够对整个芯片的调试与优化提供思路与依据。ARM公司的AHB(高级高性能总线)协议是业界流行的一种总线协议，该协议定义了总线访问的接口信号，控制时序等内容。AHB总线上可以挂载多个主控设备与多个从设备，并允许多个主控设备并行发起对一个或多个从设备的访问。芯片的调试与优化过程中，往往需要同时监控多个主控设备和从设备的总线访问行为，或监控同一设备不同地址区间的总线访问行为。监控的结果可以用于判断芯片工作状态是否正常，也可用于提高芯片软件代码执行的效率。专利《基于总线监控器的系统芯片总线优先级动态配置装置》(CN201010562898.3)中提供了一种总线监控器，主要用来监控多个主控设备对内存访问的冲突，并调节多个主控设备的访问优先级。该总线监控器不能满足监控同一设备不同地址区间的总线访问行为监控需求。
技术实现思路
为了能够同时监控多个主控设备和从设备的总线访问行为，以及监控同一设备不同地址区间的总线访问行为，并根据监控结果进行软件性能优化，本专利技术提出一种适用于AHB协议的总线监控模块与监控方法，所述总线监控模块包括总线上设置有主设备和从设备，总线上的主控设备和从设备均与中间控制模块连接，总线监控模块包括多个通道，总线上所有主控设备和从设备分别与每个通道的输入端连接，所有通道的输出汇总到中断管理单元，中断管理单元作为总线监控模块的输出端与处理器连接，每个通道包括监控选择单元、访问过滤单元、计数比较单元，并为每个通道设置一个地址范围。进一步的，在配置总线监控模块的通道时，每个通道根据处理器的配置，从AHB总线上的主控设备和从设备中选择一个作为监控设备；当选择的监控设备为主控设备时，通道监控所有该主控设备发起的总线访问操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号；当选择的监控设备为从设备时，通道监控所有访问该从设备的总线操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号。进一步的，当通道选择监控主控设备时，该主控设备与AHB总线之间的部分连接信号，包括haddr、htrans、hready和hwrite被送入访问过滤单元；当选择监控从设备时，从设备与AHB总线之间的部分连接信号，包括hsel、haddr、htrans、hready和hwrite被送入访问过滤单元。进一步的，访问过滤单元通过信号haddr判断设备是否处于设定的地址范围内；通过信号hwrite判断读写是否符合设定值；通过信号htrans判断设备的访问为单次传输还是连续传输，将满足所有条件的访问作为设备的可计数访问。进一步的，计数比较单元对通过访问过滤单元的可计数访问次数进行累加，当累加值与配置的比较值相等时产生通道触发信号，若计数比较单元配置的比较值为0，则当计数器溢出时产生通道触发信号。进一步的，中断管理单元根据通道产生的触发信号确定被监控设备的访问的地址范围、访问该地址的次数以及访问该地址的时刻，根据配置向处理器输出中断信号，并在终端管理单元执行的中断函数中插入断点，将系统暂停进行在线调试。一种适用于AHB协议的总线监控方法，在上述任一总线监控模块的系统中，包括以下步骤：S1、一个主控设备利用总线监控模块的通道1至n监控某一主控设备或者从设备的总线读取访问，并为每个通道设置不同地址范围；S2、主控设备同时启动通道1至n；S3、处理器经过固定时间或捕获总线监控模块的中断后，关闭通道，并记录各个通道的计数值；S4、根据通道计数值，扩大通道1至n的地址范围以增加广度，或缩小地址范围以增加精度，并重复S1～3，直至地址范围的广度与精度均达到需求。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：1、本专利技术提供的总线监控模块能够对多个主控设备和从设备在一段时间内的总线访问行为进行统计对照，便于观察各个模块的工作状态，并能够在特定总线访问达到一定次数时产生中断，丰富了处理器的控制方式与调试方法；2、本专利技术提供的总线监控方法能够统计处理器对外部存储器不同地址范围的访问次数，定位高频访问的地址范围，便于优化软件存储结构，提升软件执行效率。附图说明图1是本专利技术提供的总线监控模块实施例的结构框图；图2是应用本专利技术提供的总线监控方法的MCU系统实施例。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。实施例1本实施例给出一种适用于AHB协议的总线监控模块的具体实施方式。本专利技术提供的总线监控模块具体实施例可以参照图1，总线上设置有主设备和从设备，总线上的主控设备和从设备均与中间控制模块连接，总线监控模块包括多个通道，总线上所有主控设备和从设备分别与每个通道的输入端连接，所有通道的输出汇总到中断管理单元，中断管理单元作为总线监控模块的输出端与处理器连接，每个通道包括监控选择单元、访问过滤单元、计数比较单元，并为每个通道设置一个地址范围。本实施例在配置总线监控模块的通道时，每个通道根据处理器的配置，从AHB总线上的主控设备和从设备中选择一个作为监控设备；当选择的监控设备为主控设备时，通道监控所有该主控设备发起的总线访问操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号；当选择的监控设备为从设备时，通道监控所有访问该从设备的总线操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号。访问过滤子模块将对被监控设备的所有总线有效访问进行过滤，从中挑选出特定的访问送入计数比较模块。过滤操作基于处理器的配置，包括地址过滤，读写过滤，类别过滤等，hsel，htrans和hready信号用于有效访问判定，具体包括：地址过滤是判定haddr是否处于设定的地址范围内；读写过滤判定hwrite是否符合设定值；类别过滤通过htrans判断该访问是单次传输还是连续传输；满足上述所有过滤条件的总线访问成为该设备的可计数访问。计数比较子模块对被监控设备的可计数访问进行累加，并当累加值与配置的比较值相等时产生通道触发信号，若配置的比较值为0，则当计数器溢出时产生通道触发信号。中断管理子模块汇总所有通道产生的触发信号，并根据配置向处理器输出中断，处理器据此可以获知被监控设备访问特定地址特定次数的时刻，并通过在中断处理函数中插入断点的方式将系统暂停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于AHB协议的总线监控模块，总线上设置有主设备和从设备，总线上的多个主控设备和从设备均与总线监控模块连接，其特征在于，总线监控模块包括多个通道，总线上多个主控设备和从设备分别与每个通道的输入端连接，所有通道的输出汇总到中断管理单元，中断管理单元作为总线监控模块的输出端与主控设备连接，每个通道包括监控选择单元、访问过滤单元、计数比较单元，并为每个通道设置一个地址范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于AHB协议的总线监控模块，总线上设置有主设备和从设备，总线上的多个主控设备和从设备均与总线监控模块连接，其特征在于，总线监控模块包括多个通道，总线上多个主控设备和从设备分别与每个通道的输入端连接，所有通道的输出汇总到中断管理单元，中断管理单元作为总线监控模块的输出端与主控设备连接，每个通道包括监控选择单元、访问过滤单元、计数比较单元，并为每个通道设置一个地址范围。


2.根据权利要求1所述的一种适用于AHB协议的总线监控模块，其特征在于，在配置总线监控模块的通道时，每个通道根据处理器的配置，从AHB总线上的主控设备和从设备中选择一个作为监控设备；当选择的监控设备为主控设备时，通道监控所有该主控设备发起的总线访问操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号；当选择的监控设备为从设备时，通道监控所有访问该从设备的总线操作，并从中过滤出关注的操作进行计数，当计数值等于比较值时产生通道触发信号。


3.根据权利要求2所述的一种适用于AHB协议的总线监控模块，其特征在于，当通道选择监控主控设备时，该主控设备与AHB总线之间的部分连接信号，包括haddr、htrans、hready和hwrite被送入访问过滤单元；当选择监控从设备时，从设备与AHB总线之间的部分连接信号，包括hsel、haddr...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏鹏，王彦凯，黄瑜璇，何刚，
申请(专利权)人：思澈科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31