5. Системы проектирования мпс

Важной особенностью МПС является неразрывная связь аппаратуры, программного (микропрограммного) обеспечения и объекта управления. Поэтому никакие действия по отладке ПО в рамках кросс-средств, отладки аппаратуры методами статического и динамического тестирования не позволяют считать, что МПС полностью отлажена и готова к эксплуатации. Для МПС нельзя говорить о работоспособности аппаратуры без испытания ее с помощью рабочих программ или о готовности ПО без испытания его на реальной аппаратуре.

Важнейшим этапом разработки МПС является совместная отладка аппаратуры и ПО (МПО). Для такой отладки используются специальные технические и программные средства, которые обеспечивают организацию взаимодействия макета разрабатываемого изделия и отлаживаемых программ (микропрограмм).

Рис.12.117. Применение активного СА

Для этого необходимо: 1) передавать объектные коды программ (микропрограмм), полученные с помощью кросс-средств, на шину данных системы в заданном формате и последовательности, определяемой ходом процесса отладки; 2) фиксировать реакции (состояния) МПС; 3) индицировать последовательность состояний МПС в удобной для оператора форме.

Обычные ЛА обладают подобными возможностями (может быть кроме первой), но они не позволяют модифицировать объектные коды - ЛА не предназначены для отладки программ. Поэтому ЛА обычно выступают как составная часть более мощных приборов (систем), предназначенных для совместной отладки аппаратных и программных средств МПС.

Существует довольно широкий спектр таких систем различной "мощности", реализованных на базе микро-ЭВМ (ПЭВМ) с подключением дополнительных блоков: ЛА, внутрисхемных эмуляторов (ВСЭ), программаторов ППЗУ и др. Они получают различные названия: "отладочные комплексы", "комплексы развития", "прототипные комплекты" и др. Назовем обобщенно системы подобного типа "системами проектирования МПС" (СПМ).

Первые СПМ были ориентированы только на отладку ПО и снабжались соответствующими кросс-средствами и сервисными программами. Они обеспечивали:

• ввод, редактирование и хранение на внешнем накопителе программ разрабатываемой МПС;

• трансляцию этих программ с выдачей соответствующих листингов и получение объектных кодов программ;

• подготовку и выдачу объектных модулей в соответствующих форматах на внешнее ЗУ, перфоленту или на программатор ППЗУ.

Отладка аппаратуры МПС и испытание программ на макете проектируемой МПС проводилось автономно - например, с помощью ЛА.

Для отладки аппаратуры МПС в реальном времени создавались т.н. "внутрисхемные эмуляторы". Эти приборы фактически эмулируют поведение микропроцессора отлаживаемой МПС, а, кроме того, предоставляют ряд дополнительных возможностей при отладке: доступ к внутренним регистрам МП, организация пошагового и потактового режима, фиксацию последовательности состояний МП и др. (подробнее о ВСЭ - ниже).

Объединение в одном приборе функций (иногда частичных) кросс-отладчиков, ВСЭ, ЛА позволяет вести эффективную комплексную отладку МПС на СПМ. Структура взаимодействия СПМ и отлаживаемой МПС показана на Рис. 12 .118.

Рис.12.118. Взаимодействие СПМ с отлаживаемой МПС

В состав СПМ входят аппаратные и программные средства, позволяющие вести отладку ПО МПС на базе ЦП СПМ, ее памяти и ВУ. Подготовленная таким образом программа - объектный модуль - может быть загружена непосредственно в ППЗУ, но прежде она может быть запущена на реальной отлаживаемой МПС непосредственно из ОЗУ СПМ через ВСЭ.

Наличие средств связи МПС с шиной СПМ (через ВСЭ) позволяет использовать в процессе отладки ресурсы СПМ так, как будто они входят в состав макетного образца МПС. При этом ОЗУ и ВУ СПМ могут выполнять роль соответствующих устройств МПС, которых еще нет в макете. Это дает возможность начинать совместные испытания ПО и аппаратуры задолго до окончательного изготовления всех аппаратных средств МПС. Устройства могут вводится в макетируемый образец последовательно по мере их изготовления, при этом соответствующие ресурсы СПМ отключаются от МПС и их функции начинает выполнять реальная аппаратура макета.

В состав ВСЭ включают память логических последовательностей (ПЛП), фиксирующую ряд текущих состояний ВСЭ или шин МПС. Иногда для фиксации используется часть ОЗУ СПМ. Зафиксированные состояния могут быть представлены оператору в любой удобной форме (подобно ЛА) и, кроме того, выдаваться на печать или запоминаться в виде файла на диске. В этом плане СПМ предоставляет разработчику больший сервис, чем ЛА. Когда испытания аппаратуры и ПО считаются законченными, отлаженное ПО записывается средствами программатора СПМ в ПЗУ, ВСЭ отключается от МПС и на его место устанавливается БИС МП.