JPH01180647A - デバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、システムデバッグ技術さらにはデバッグ対象
とされるプログラムの効率を評価する技術に関し、例え
ばインサーキット・エミュレータに適用して有効な技術
に関するものである。

［従来の技術］ マイクロコンピュータ応用機器の開発において、その応
用システムのデバッグやそのシステムの詳細な評価を行
なうため、インサーキット・エミュレータが使用されて
いる。斯るインサーキット・エミュレータ２は、第３図
に示すごとく、ソフトウェア開発用の親計算機（ホスト
コンピュータ）などのシステム開発装置１と、開発中の
応用機器３との間に接続され、その応用機器に含まれる
マイクロコンピュータ（ターゲット・マイクロコンピユ
ータ）の機能を代行する一方でデバッガ−としての機能
を持ち、詳細なシステムデバッグを支援するマイクロコ
ンピュータシステム開発ツールである。

従来のインサーキット・エミュレータは、第４図に示す
ように、ターゲットマイクロコンピュータの機能を代行
するエミユレーション用のスレーブマイクロコンピュー
タ１１と、エミュレーションや各種デバッグ機能を実現
するためのエミュレーション制御部１２、プログラムの
実行やトレースの停止条件を設定し、条件が成立したと
きにプログラムもしくはトレースを停止させるブレーク
ポイント制御部１３、トレースメモリ部１４、応用機器
（ユーザシステム）のメモリが用意されていない場合に
貸し出される代行メモリ部１５、親計算機とマイクロコ
ンピュータ間でデータ通信を行なうためのシリアルイン
タフェース１６及びそれらの制御を司るためのマスタマ
イクロコンピュータ１７などが内蔵されてなる。（昭和
５９年１１月３０日オーム社発行のｒＬＳＩハンドブッ
ク」ｐ５６２乃至ｐ５６３参照）。

斯るインサーキット・エミュレータは、その本体から延
長されたケーブル４の先端が、応用機器に設けられたタ
ーゲットマイクロコンピュータ用ソケット５に結合され
ることにより、上記スレーブマイクロコンピュータ１１
がターゲットマイクロコンピュータの機能を代行するよ
うなエミュレーション機能を備える。更に、エミュレー
ション実行中に各種データやステータス信号などをサン
プリングし、それをトレース用メモリ１５などに格納す
るトレース機能や、スレーブマイクロコンピュータ１１
による応用機器の制御動作を停止させるブレーク機能な
どの各種デバッグ機能が備えられている。

また、応用機器側のプログラムを構成している各モジュ
ールのスレーブマイクロコンピュータ占有時間を測定す
るパフォーマンスアナライズ機能があり、プログラムの
スループット向上に利用されている。しかしながら、従
来そのようなスレーブマイクロコンピュータ占有時間の
Ｈ１ｌｌ定は、トレース用メモリに採集されたプログラ
ム実行内容を解析することにより行なっており、その解
析中はサンプリングを中断し、解析終了後にサンプリン
グを再開するという動作を繰り返すことで実現していた
。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術は、応用機器側のプログラムを構成してい
る各モジュールのスレーブマイクロコンピュータ占有時
間を測定する際、プログラム実行のすべての時間につい
てアドレス信号やデータ信号等のサンプリングがされて
おらず、トレース用メモリの容量等に応じて例えばＩＫ
ステップ単位で行なわれる。しかも、サンプリング中断
中もプログラムの実行は継続している。そのため、着目
するモジュールに関してタイミングの良いサンプリング
が困難となり、不規則に実行されるモジュールや非常に
大規模で実行時間が長大なモジュールに関しては、誤差
が大きくなり、プログラムのスループット向上が適確に
行なえないおそれのあることが明らかになった。

本発明の目的は、インサーキット・エミュレータによる
プログラムのパフォーマンスアナライズ機能を向上させ
、もってプログラムのスループットの向上を促進できる
ようなデバッグ技術を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては１本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、デバッグ対象となるユーザプログラムを格納
する代行メモリ以外にユーザプログラムの入ったメモリ
をアクセスするアドレス信号によって同時にアクセスさ
れるモジュール番号格納メモリを設け、ユーザプログラ
ムの実行中そのモジュール番号が上記メモリから出力さ
れるようにし。

そのモジュール番号を監視する監視手段を設け、モジュ
ール番号が変化した場合、モジュール番号とその時刻を
ＦＩＦＯメモリ等に書込み、その内容をユーザプログラ
ムの実行中においてもホストコンピュータにより自由に
リードできるようにするものである。

［作用］ 上記手段によれば、ユーザプログラムを構成する各モジ
ュールの開始時刻とそのモジュールの番号が、エミュレ
ーション実行中に間断なくメモリに記録され、その記録
内容をエミュレーション実行中に何ら制限なくマスタマ
イクロコンピュータがリードできるので、ユーザプログ
ラムを構成する各モジュールの実行時間即ち各モジュー
ルのＣＰＵ占有時間を容易に計算できるとともに、モジ
ュールの番号を読み出すことで、各モジュールの継がり
を容易に知ることができ、インサーキット・エミュレー
タによるプログラムのパフォーマンスアナライズ機能を
向上させ、もってプログラムのスループットの向上を図
るという上記目的を達成することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図には、本発明をインサーキット・エミュレータに適用
した場合に実施例が示されており、それらの回路は、特
に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術によ
って形成されている。

第１図に示されるエミュレータには、ユーザによって開
発されたマイクロコンピュータ応用機器に含まれている
ターゲットマイクロコンピュータの機能を代行してその
応用機器の動作制御即ちエミュレーションを行なうため
のスレーブマイクロコンピュータＳＭＣＵと、各種デバ
ッグ機能を達成するための制御を司るマスクマイクロコ
ンピュータＭＭＣＵが含まれる。上記スレーブマイクロ
コンピュータＳＭＣＵは、代行制御という性質上、少な
くとも図示しないユーザシステム内のターゲットマイク
ロコンピュータと同等の機能を有し、スレーブデータバ
スＳＤＢ、スレーブアドレスバスＳＡＢ、及びスレーブ
制御バス（図示省略）を内蔵して成るケーブルによって
マイクロコンピュータ応用機器のターゲットマイクロコ
ンピュータ搭載エリア（ソケット）に接続されている。

マイクロコンピュータ応用機器にはそのシステム構成に
応じて種々のデバイスが搭載され、それらは、ユーザプ
ログラムに基づいて動作されるスレーブマイクロコンピ
ュータＳＭＣＵの代行制御を受けるようになっている。

エミュレータに接続されてシステムデバッグや評価の対
象となるマイクロコンピュータ応用機器は、未だシステ
ム開発途中にあるから、その開発途上のマイクロコンピ
ュータ応用機器には、その動作に必要な充分な数のユー
ザメモリが搭載されていない場合がある。そのためエミ
ュレータには。

ユーザメモリの不足分を補うためのユーザ代行メモリＳ
Ｍが用意され、上記スレーブマイクロコンピュータＳＭ
ＣＵ、マスクマイクロコンピュータＭＭＣＵのいずれの
側からもアクセスできるように、アドレスマルチプレク
サＡ−ＭＰＸおよびデータマルチプレクサＤ−ＭＰＸを
介してマスク側とスレーブ側のアドレスバスＭＡＢとＳ
ＡＢおよびデータバスＭＤＢとＳＤＢに接続されている
。

このユーザ代行メモリＳＭはＲＡＭ　（ランダム・アク
セス・メモリ）のような書換え可能な半導体記憶装置に
よって構成されている。

本実施例のエミュレータは１図示しないが第３図に示す
従来システムと同様にターゲットマイクロコンピュータ
の機能を代行するエミュレーション機能を実現するため
のエミュレーション制御部や、エミュレーション実行中
に各種データやステータス信号などをサンプリングし、
それを記憶するトレースメモリ部およびスレーブマイク
ロコンピュータＳＭＣＵによる応用機器の制御動作を停
止させるブレークポイント制御部など通常のエミュレー
タが持つ各種エミュレーション機能も実現するための回
路を備えている。

さらに、この実施例では上記スレーブマイクロコンピュ
ータＳＭＣＵによるエミュレーション実行中に、ユーザ
プログラムの各モジュールの実行時間測定を間断なく行
ない、各モジュールの継がりの関係、各モジュールのマ
イクロコンピュータ占有時間などのモジュール状態評価
ができるように構成されている。すなわち、本実施例で
は、斯るモジュール状態評価機能を達成するために、ス
レーブマイクロコンピュータＳＭＣＵのアドレス空間に
それと同じアドレスを入力可能なモジュール番号メモリ
ＭＮＭが設けられ、マスタマイクロコンピュータＭＭＣ
Ｕからもライト動作が行なえるようにマスク側のデータ
バスＭＤＢに接続されている。

上記モジュール番号メモリＭＮＭのアドレス空間はユー
ザプログラムの入っているメモリのアドレス空間をすべ
てカバーできるだけの大きさが必要であるが、メモリの
容量としてはデータのビット数が少ない分だけ小さくで
きる。例えば区別したいモジュール数が８種類であれば
、モジュール番号メモリＭＮＭのデータビット数は３ビ
ツトでよい。

さらに、この実施例のエミュレータにはエミュレーショ
ン実行中にモジュール番号メモリＭＮＭから出力される
モジュール番号の変化を検出するモジュール番号変化検
出回路ＭＣＣが設られている。モジュール番号変化検出
回路ＭＣＣはモジュール番号メモリＭＮＭから出力され
るデータを、スレーブマイクロコンピュータＳＭＣＵか
ら出力される命令フェッチタイミング信号ＬｉＲにてラ
ッチする第１のラッチ回路ＬＡＴＩと、これにラッチさ
れたデータを信号ＬｉＲの立上がりでラッチする第２の
ラッチ回路ＬＡＴ２と、これらにラッチされたデータを
比較してモジュール番号が変化したときにモジュール番
号変化検出信号を出力するコンパレータＣＯＭＰとによ
り構成されている。

さらに、このモジュール番号変化検出回路ＭＣＣから出
力されるタイミング信号で、モジュール番号とその変化
時点の時刻を記録し、かつマスタマイクロコンピュータ
ＭＭＣＵから随時リード可能なＦＩＦＯメモリＦＭが設
けられている。上記時刻は、エミュレーション開始と同
時にカラン１−を始めるカウンタＣ０ＵＮＴとその原発
振を与える発振器Ｏ８Ｃとから成る時計回路ＴＣにより
作成されるようになっている。

上記モジュール番号メモリＭＮＭは、特に制限されない
が、スレーブマイクロコンピュータＳＭＣＵのアドレス
空間を網羅できる本数のアドレス入力を持つように構成
されたＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・
メモリ）を主体とし、エミュレーション実行中は、スレ
ーブマイクロコンピュータＳＭＣＵから出力されるアド
レス信号が入力され、エミュレーション実行中以外では
、マスタマイクロコンピュータＭＭＣＵによりライト動
作が行なえるようにされており、予め各モジュール毎に
番号を変えて書き込んでおく。

すなわち、第２図（Ａ）に示すように、ユーザプログラ
ムＰＧＭを構成するモジュールＭＤＬ１゜ＭＤＬ２．　
・−ＭＤＬｎ毎に順番に番号ｒ１」。

［２Ｊ、・・・・ｒｎ」を与えた場合、モジュール番号
メモリＭＮＭ内の同一アドレス位置にぞれぞれ’ＩＪ＋
’２Ｊ＋・・・・「ｎ」なる番号をコードで入れておく
。このようにしておくと、エミュレーション実行中、あ
る命令が実行されるとき、その実行中の命令の属するモ
ジュールの番号がメモリＭＮＭから出力される。そして
その番号がラッチ回路ＬＡＴＩにラッチされ、次の命令
が実行されるときにそのモジュール番号が次段のラッチ
回路ＬＡＴ２に保持される。

そのため、プログラムの実行が他のモジュールに移った
時点でラッチ回路ＬＡＴ１とＬＡＴ２で保持する値が変
わり、それがコンパレータＣＯＭＰによって検出されて
モジュール番号の変化検出信号が出力される。その出力
信号により、ＦＩＦＯメモリＦＭには、各モジュール毎
に与えられた番号とそのモジュール開始時刻が記録され
る。そして、ＦＩＦＯメモリに記録されたデータはマス
タマイクロコンピュータＭＭＣＵから随時、リードする
ことができる。その結果、マスタマイクロコンピュータ
ＭＭＣＵによって、モジュール開始時刻の差を計算する
ことにより、モジュールの実行時間を算出できる。

なお、上記実施例においては、例えばスレーブマイクロ
コンピュータから出力されるオペランドたるアドレスに
よってモジュール番号メモリＭＮＭがアクセスされる場
合を考慮して、モジュール番号変化検出回路ＭＣＣを２
つのラッチ回路ＬＡＴ１とＬＡＴ２およびコンパレータ
ＣＯＭＰとによって構成しているが、モジュール番号メ
モリがオペランドたるアドレスによってアクセスされな
いように構成しておけば、モジュール番号変化検出回路
は一つのラッチ回路とコンパレータとで構成することが
できる。

また、モジュールの変化時刻とモジュール番号を記憶す
るメモリとしてＦＩＦＯメモリを用いているが、ランダ
ムアクセス方式のメモリを使用してもよい。

以上説明したように上記実施例は、デバッグ対象となる
ユーザプログラムを格納する代行メモリ以外にユーザプ
ログラムの入ったメモリのをアクセスするアドレス信号
によって同時にアクセスされるモジュール番号格納メモ
リを設け、ユーザプログラムの実行中そのモジュールの
番号が上記メモリから出力されるようにし、そのモジュ
ール番号を監視する監視手段を設け、モジュール番号が
変化した場合、モジュール番号とその時刻をＦＩＦＯメ
モリ等に書込み、その内容をユーザプログラムの実行中
においてもホストコンピュータにより自由にリードでき
るようにしたので、ＦＩＦＯメモリに蓄積されたモジュ
ールに開始時刻とモジュール番号を、エミュレーション
実行中にマスタマイクロコンピュータが読み出すことで
、各モジュールのＣＰＵ占有時間をリアルタイムで計算
できるとともに、モジュール番号をリードすることで、
各モジュールの継がりを容易に知ることができるという
作用により、インサーキット・エミュレータによるプロ
グラムのパフォーマンスアナライズ機能を向上させ、も
ってプログラムのスループットの向上を図ることができ
るという効果がある。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが１本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば上記実施例では、
ユーザプログラムのアドレス範囲を網羅するようなモジ
ュール番号メモリを設けたが、ユーザプログラムのメモ
リをアクセスするアドレスの下位数ビットを省略したア
ドレスでアクセスされるようなモジュール番号メモリを
設けることで大まかなモジュールの切目を検出するよう
にしてもよい。この場合、アドレスのビットを省略した
分だけモジュール番号メモリの容量を少なくすることが
できる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるインサーキット・エ
ミュレータのようなデバッグ装置に適用したものについ
て説明したが、この発明はそれに限定されるものでなく
、いわゆるＳｌカバレージと呼ばれるプログラムのテス
トの充分性を測定するプログラム評価装置に利用するこ
とができる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、インサーキット・エミュレータによるプログ
ラムのパフォーマンスアナライズ機能を向上させ、もっ
てプログラムのスループットの向上を促進することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデバッグ装置の一実施例を示す構
成ブロック図、 第２図（Ａ）−、（Ｂ）はユーザプログラムのメモリの
アドレス空間と、モジュール番号メモリのアドレス空間
との対応を示すメモリマツプ、第３図は本発明に係るデ
バッグ装置（インサーキット・エミュレータ）が適用さ
れるシステム開発装置の全体の構成を示すブロック図、
第４図は従来のインサーキット・エミュレータの構成例
を示すブロック図である。 ＭＭＣＵ・・・・マスタマイクロコンピュータ、ＳＭＣ
Ｕ・・・・スレーブマイクロコンピュータ、ＦＭ・・・
・ＦＩＦＯメモリ、ＴＣ・・・・時計回路、ＭＣＣ・・
・・モジュール番号変化検出回路、ＭＡＢ・・・・マス
クアドレスバス、ＭＤＢ・・・・マスタデータバス、Ｓ
ＡＢ・・・・スレーブアドレスバス。 ＳＤＢ・・・・スレーブデータバス、ＳＭ°°゛°ユー
ザ代行メモリ、ＭＮＭ・・・・モジュール番号メモリ、
ＬＡＴＩ、ＬＡＴ２・・＝５ツチ回路、ＣＯＭＰ・・・
・コンパレータ。 第２図 （Ａ）　　　　　（Ｂ） 七ジ゛どルＮｏ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、デバッグ対象とされる機器のマイクロプロセッサの
   機能を代行する第１マイクロプロセッサ及びデバッグの
   ための制御を司る第２マイクロプロセッサを有するデバ
   ッグ装置であって、上記第１マイクロプロセッサによる
   プログラムの実行中に、あらかじめ第２マイクロプロセ
   ッサによりプログラムを構成するモジュールごとに設定
   された値を、第１マイクロプロセッサから出力されるア
   ドレス信号に応じて出力するメモリと、そのメモリから
   出力される値を保持し、値の変化を検出する手段とを備
   えてなることを特徴とするデバッグ装置。 ２、上記メモリから出力される値が変化したときに、そ
   の値と時刻とを随時取り込んで保持するための記憶手段
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のデバッグ装置。 ３、上記記憶手段は、これに保持されている内容を、第
   １マイクロプロセッサによるプログラムの実行中に、第
   ２マイクロプロセッサによって随時読出し可能に構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   デバッグ装置。