基于SoC系统设计的探究

调试复杂电子系统从来都不是一项简单的工作，但至少是可以实现的。您要找到问题所在。采用您最相信的“示波器”，通过模拟电路到数字转换，您可以追溯到问题的源头。然后，编写测试小程序，检查驱动和外设，增加一些逻辑探针，再回到外设控制器和CPU总线上，最终解决问题。当然，这需要利用别人的一些代码。
　　芯片系统（SoC）集成从根本上改变了这一切。今天，微处理器、总线、外设控制器以及大部分存储器和模拟电路都被包封在一个封装中。它可以是ASSP、高级微控制器、FPGA，或者您自己设计的ASIC。不论SoC是什么，事实上是，除非芯片设计团队愿意帮助您，否则，您不可能深入了解芯片内部。
　　在嵌入式CPU中调试硬件，为您提供断点和准实时跟踪等传统调试功能，从而帮助您完成调试工作。但是，对于他们自己，调试内核也只是给出了您系统的CPU外观视图。如果不能针对系统总体状态来更广泛的定义某一事件，那么，当事件发生后，您可能需要编写诊断短代码，使系统暂时停止工作，将相应的数据写回CPU。这一过程最好的情况是仅仅耗费了您的时间，而最差的情况是，耗费了时间却不一定能解决问题，效率非常低。
　　硅片知识产权（IP）供应商提供越来越精细的SoC仪表调试手段，从而解决了这一难题。但是，当今的产品是个性化的，而不是标准化的。系统设计人员需要在芯片设计早期阶段独立作出选择，而另一公司的其他团队则根据产品能否及时面市、管芯面积等来确定自己的目标，并不关心能否方便的进行系统调试。而芯片设计人员、软件开发人员和系统设计人员等参与者还是有一个共同点——互相协作，在系统级找到问题所在。
　　从一开始就做好规划
　　实际上早已决定了您是否能够成功的找到系统中的问题——两年前，在您目前正在使用的SoC的开发阶段。Brad Quinton是泰克公司嵌入式验证的首席规划师，他认为在芯片设计早期阶段进行规划非常关键，不仅仅是能够充分探查芯片，而且还涉及到采用什么样的调试硬件。然而，这并不常见。
　　芯片设计团队的确在测试结构中开展了前端工作，但却是出于其他原因。芯片中置入了测试设计和内置自测试硬件来支持IC测试。但是，这些资源并不是用于调试，一般只提供很少的诊断信息。芯片设计人员会专门针对硅片开发团队而内置工具，但是，这些工具可能只有内部文档，硅片一旦发布后，就会禁用这些工具。高速串行端口上会有边界扫描，甚至是非常复杂的仪表功能，必须在系统中对其进行调整。但是，这些手段是为了在电路板级建立并验证连接能力，而不是用于系统调试。