JPH0340037A - 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、デバッグ技術さらにはデバッグ対象とされる
マイクロコンピュータ・システムを評価する技術に関し
、例えば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。インサーキット・エミュレータは、ソフトウェア
開発用の親計算機（ホストコンピュータ）やシステム開
発装置と開発中の応用機器との間に接続され、その応用
機器に含まれるマイクロプロセッサ（以下ターゲットプ
ロセッサと称する）の機能を代行する一方でデバッガ−
としての機能を持つツールである（昭和５６年１１月３
０日オーム社発行、ｒＬＳＩハンドブックＪ　Ｐ５６２
〜Ｐ５６３参照）。

従来のインサーキット・エミュレータは、ターゲットプ
ロセッサのメモリ空間をある大きさ（例えば１キロバイ
ト）のページに分割し、ページごとにその属性を指定で
きるメモリ管理機能をもつようにされており、指定でき
る属性には例えば以下のようなものがある。

（１）ＵＳＥＲ：ユーザシステム上のメモリをアクセス
する。リートおよびライトが行なえる。

（２）ＲＡＭ：エミュレータ上の代行メモリをリード／
ライトする。

（３）ＲＯＭ：エミュレータ上の代行メモリをリードす
る。ライトによりユーザプログラムをブレークもしくは
ライトを禁止する。

（４）ＮＯＮＵＳＥ　：メモリを割り当てない。このエ
リアへのり−ド／ライトによりユーザプログラムをブレ
ークする。

［発明が解決しようとする課題］ ページごとにその属性を指定できるメモリ管理機能を有
する従来のエミュレータは、メモリ未使用エリアの設定
により、メモリが実装されていないエリアへのアクセス
を検出しユーザプログラムをブレークすることができる
。しかし、従来のエミュレータではメモリ属性の指定が
、ユーザプログラムの全てのモジュールで共通であり、
あるエリアを未使用エリアに指定すると、そのエリアは
全てのモジュールからアクセスできない９このため、あ
るモジュールのみがアクセスを許可され、他のモジュー
ルからのアクセスを禁止するようなエリアを作ることが
できない。従って、あるモジュール専用のエリアを用意
し、例えばそれをそのモジュール内部のみで使用する変
数を格納するワークエリアとして使用するようにしたと
き、プログラムのミスやハードウェアの誤動作で他のモ
ジュールが変更又は参照してしまってもこれを検出する
ことができないという問題点がある。

本発明の目的は、ターゲットプロセッサのメモリ空間を
ユーザプログラムのモジュール単位に管理することがで
きるようにして、ユーザプログラム一 ムのデバッグ効率および完成したユーザプログラムの信
頼性を向上させることにある。

この発明の前記ならびしこそのほかの目的と新規な特徴
については、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。

［課題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、エミュレータ内にターゲットプロセッサの実
行アドレスによりアクセスされるモジュール番号メモリ
とメモリ属性を管理するマツプコントロールメモリとを
設け、モジュール番号メモリの出力を、ターゲットプロ
セッサのメモリアドレスとともにマツプコン１−ロール
メモリのアドレス入力端子へ人力させ、その結果出力さ
れたメモリ属性に基づいてエミュレーション制御を実行
するものである。

［作用］ モジュール単位のメモリ管理のため、ユーザプログラム
の各モジュールに独自のモジュール番号− を割り当て、ユーザプログラムの実行前に上記モジュー
ル番号メモリに、そのモジュールアドレス番こ対応する
モジュール番号を書き込んでおくとともに、マツプコン
トロールメモリには、モジュール番号とターゲットプロ
セッサのメモリアドレスとに対応するメモリ属性を書き
込んでおく。すると、ユーザプログラムの実行中は、モ
ジュール番号メモリのアドレス入力端子に、ターゲット
プロセッサの実行アドレスが入力されることにより、モ
ジュール番号メモリがターゲットプロセッサの実行アド
レスからモジュール番号への変換テーブルとして動作し
、現在実行中のモジュール番号をマツプコントロールメ
モリへ出力する。またユーザプログラムの実行中は、マ
ツプコンｉ・ロールメモリにモジュール番号メモリの出
力とターゲットプロセッサのメモリアドレスが入力され
ることにより、マツプコントロールメモリは現在実行中
のモジュール番号とターゲットプロセッサのアクセスし
たアドレスとからメモリ属性への変換テーブルとして動
作するため、現在アクセス中のメモリ属性を出力させ、
それに基づいてブレーク制御部がターゲットプロセッサ
に割込みを発生させてユーザプログラムの実行を停止さ
せたり、エミュレーションメモリへの書込みを禁止した
りすることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

先ず、本発明が適用されたエミュレータ全体の構成を第
４図に示すブロック図に従い説明する。

すなわちこの実施例のエミュレータは、ターゲットマイ
クロプロセッサの機能を代行するエミユレーション用の
マイクロプロセッサ１１と、エミュレーションや各種デ
バッグ機能を実行するためのエミュレーション制御部１
２、プログラムの実行やトレースの停止条件を設定し１
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
止させるブレーク制御部工３、エミュレーション実行中
のバス上の信号を逐次記憶する１〜レ一スメモリ部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、親計算機や
コンソール１０との間でデータ通信を行なうためのシリ
アルアインタフェース↓６及びそれらの制御を司るため
のホストプロセッサ１７などからなる。

そして、上記エミュレータは、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マイクロプ
ロセッサ用ソケット５に結合されることにより、上記エ
ミユレーション用マイクロプロセッサ１１がターゲット
プロセッサの機能を代行するようなエミュレーション機
能を備えている。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、
エミユレーション用マイクロプロセッサ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。

これらの機能は、コンソール１０からの指令に従って実
行される。

第１図には、本発明に係るエミュレータの主要７− 部たるエミュレーション制御部の実施例が示されている
。

ホストプロセッサＨＭＰＵは、ホストアドレスバスＨＡ
　ＢおよびホストデータバスＨＤ　Ｂに接続され、これ
らのバスを介してエミュレータ各部の状態を設定したり
、読出したりして、これらを制御する。

ターゲットプロセッサＴＭＰＵは、ターゲットアドレス
バスＴＡＢ、ターゲットデータバスＴＤＢ、ターゲット
コントロールバスＴＣＢに接続され、これらのバスを介
して、図示しないユーザシステム上のメモリやエミュレ
ータ内部の代行メモリとしてのエミュレーションメモリ
ＥＭＥＭをアクセスする。

５ＴＤＥＣはステータスデコーダで、このステータスデ
コーダ５ＴＤＥＣは、ターゲートコントロールバスＴＣ
Ｂ上のコントロール信号を監視してターゲットプロセッ
サＴＭＰＵの命令フェッチサイクルを検出する。

ＡＬＡＴはアドレスラッチ回路で、このアトレ− スラッチ回路ＡＬＡＴは、上記ステータスデコーダ５Ｔ
ＤＥＣからの信号Ｃ０ＤＥにより、アドレスバスＴＡＢ
上の信号を命令フェッチサイクルでラッチし、ターゲッ
トプロセッサＴＭＰＵの実行アドレスＴＥＡを得る。

ＭＮＭＥＭはモジュール番号メモリで、このモジュール
番号メモリＭＮＭＥＭには、ユーザプログラムを構成す
るモジュールの番号を示すコードが格納されており、ア
ドレスラッチ回路ＡＬＡＴにラッチされた実行アドレス
ＴＥＡからモジュール番号ＭＮＲを得る。このモジュー
ル番号メモリＭＮＭＥＭは、アドレスマルチプレクサＡ
ＭＰＸ１、データマルチプレクサＤＭＰＸＩを介してホ
スト側のアドレスバスＨＡＢとデータバスＨＤＢに接続
され、ホストプロセッサ側から内容の設定ができるよう
にされている。

ＭＣＭＥＭはマツプコントロールメモリで、このマツプ
コントロールメモリＭＣＭＥＭは、前述したメモリ属性
“ＲＡＭ”、”ＲＯＭ”、”ＵＳＥＲ”、”Ｎ０ＮＵＳ
Ｅ”の４種類を示すコードが２ピツ１〜のデータとして
格納されており、ターゲットアドレスバスＴＡＢに接続
され、ターゲットプロセッサＴＭＰＵからのアドレスと
モジュール番号メモリＭＮＭＥＭから読み出されたモジ
ュール番号ＭＮＲとから、メモリ属性ＭＡＴＲを出力す
る。このマツプコントロールメモリＭＣＭＥＭは、ホス
ト側から内容の設定ができるようにアドレスマルチプレ
クサＡＭＰＸ２、データマルチプレクサＤＭＰＸ２を介
してホスト側のアドレスバスＨＡＢとデータバスＨＤＢ
に接続されている。

ブレーク制御部ＢＲＫＣは、メモリ属性ＭＡＴＲが“Ｎ
　ＯＮ　Ｕ　Ｓ　Ｅ　”の時、ターゲットプロセッサＴ
ＭＰＵに対するブレーク信号ＢＲＥＡＫをアサートし、
ユーザプログラムを停止させる。また、ブレーク制御部
ＢＲＫＣはブレークポインタ（レジスタ）とコンパレー
タを備え、バスＴＡＢ、ＴＤＢ、ＴＣＢ上の信号がポイ
ンタの設定条件と一致するとブレーク信号をアサートす
る。

エミュレーションメモリＥＭＥＭは１図示しないユーザ
システム上のユーザメモリの機能を代行し、ターゲット
プロセッサＴＭＰＵの実行するユーザプログラムを格納
するとともにワークエリアを提供する。エミュレーショ
ンメモリＥＭＥＭは、ホスト側、ターゲット側のいずれ
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
ＭＰＸ３およびデータマルチプレクサＤＭＰＸ３を介し
てホスト側およびターゲット側のアドレスバスＨＡＢ、
ＴＡＢとデータバスＨＤＢ、ＴＤＢに接続可能にされて
いる。

次に本実施例のエミュレータの動作を説明する。

先ず、ターゲットプロセッサＴＭＰＵによるユーザプロ
グラムの実行開始前に、ホストプロセッサＨＭ　Ｐ　Ｕ
によりモジュール番号メモリＭＮＭＥＭおよびマツプコ
ントロールメモリＭＣＭＥＭの設定を行なう。

モジュール番号メモリＭＮＭＥＭの設定は、ユーザプロ
グラムの各モジュールに、互いに他のモジュールと重複
しないように割り当てたモジュール番号ＭＮＲをそのモ
ジュールが占めるメモリ空間に対応するアドレスに書き
込むことにより行な１１ う。例えば、第２図（Ａ）に示すように、ユーザプログ
ラムを構成する各モジュールＭＤＬＩ、ＭＤＬ２．・・
・・、ＭＤＬｎに各々番号１，２．・・・・ｎを与えた
場合、第２図（Ｂ）に示すようにモジュール番号メモリ
ＭＮＭＥＭの同一のアドレスに各々番号１，２．・・・
・、ｎを書き込む。

マツプコントロールメモリＭＣＭＥＭの設定は、ユーザ
プログラムの各モジュール毎に、そのモジュールからみ
たメモリ属性ＭＡＴＲを、そのモジュール番号とメモリ
属性の占めるメモリマツプ上での空間に対応するアドレ
スに書き込む。例えば、モジュール番号１のモジュール
からみたメモリマツプが第３図（Ａ）、モジュール番号
２のモジュールからみたメモリマツプが第３図（Ｂ）で
あった場合、マツプコントロールメモリＭＣＭＥＭには
、第３図（Ｃ）に示すようにメモリ属性１１Ｒ○Ｍ”、
”ＲＡＭ”、”ＵＳＥＲ”および”　Ｎ　ＯＮＵＳＥ”
を書き込む。

次にユーザプログラム実行時の動作を説明する。

ステータスデコーダ５ＴＤＥＣはターゲットプ２ ０セッサＴＭＰＵのコントロールバスＴＣＢ上の信号を
デコードして、これが命令フェッチサイクルであること
を示すと、Ｃ０ＤＥ信号をアサートする。

アドレスラッチ回路ＡＬＡＴは上記Ｃ０ＤＥ信号のアサ
ート時にターゲットアドレスバスＴＡＢ上のアドレスを
ラッチする。これにより、アドレスラッチ回路ＡＬＡＴ
の出力ＴＥＡはターゲットプロセッサＴＭＰｔＪが実行
している命令のアドレスを示す。この出力ＴＥＡはモジ
ュール番号メモリＭＮＭＥＭのアドレス入力端子に入力
されているので、ユーザプログラムの実行中にある命令
が実行されると、その命令が属するモジュールの番号Ｍ
ＮＲがメモリＭＮＭＥＭから出力される。

さらに、このモジュール番号ＭＮＲがターゲットアドレ
スバスＴＡＢ上のアドレスとともにマツプコントロール
メモリＭＣＭＥＭのアドレス入力端子に入力されている
ので、ユーザプログラムの実行中にターゲットプロセッ
サＴＭＰＵがメモリをアクセスすると、その時実行中の
モジュールからみたメモリ属性ＭＡＴＲがマソプコント
ロールメモリＭＣＭＥＭからブレーク制御部ＢＲＫＣに
供給される。

ブレーク制御部ＢＲＫＣは、メモリ属性Ｍ　Ａ　ＴＲが
”　Ｎ　ＯＮ　Ｕ　Ｓ　Ｅ　”のとき、ブレーク信号Ｂ
ＲＥＡＫをアサ−１−シ、ターゲラ１〜プロセツサ′丁
ＭＰＵを停止させ、ユーザプログラムをブレークする。

また、マップコン１〜ロールメモリＭＣＭＥＭから読み
出されたメモリ属性は、メモリ制御回路ＭＣＮＴに供給
され、メモリ属性ＭＡＴＲが”　ＲＡＭ　”の時はり一
ド／ライトともに有効、′″ＲＯＭ　”の時はリードの
み有効、それ以外の時はり一１〜／ライトともに無効と
するような制御信号を形成し、エミョレーションメモリ
ＥＭＥＭを制御する。

上記実施例によれば、以下の効果が得られる。

（１）ユーザプログラムの各モジュールとその占めるア
ドレスとの対応を格納したモジュール番号メモリとメモ
リ属性を管理するマツプコントロールメモリとを設け、
モジュール番号メモリをターゲットプロセッサの実行ア
ドレスによりアクセスするようにしたので、現在実行中
のモジュール番号を上記メモリから出力させ、これをタ
ーゲットプロセッサのメモリアドレスとともにマツプコ
ントロールメモリのアドレス入力端子に加えることによ
り、モジュール単位にターゲットプロセッサのメモリ空
間の属性を読み出すことができる。

（２）上記効果（１）により、各モジュールは、そのモ
ジュール自身およびそのモジュールが使用するワークエ
リアとメモリマツプドエ／○ボート以外のエリア、すな
わち他のモジュール及び他のモジュールが使用するワー
クエリアとメモリマツブトＩ１０ポートを未使用エリア
に指定することができる。

（３）上記効果（２）により各モジュールが他のモジュ
ールが使用するワークエリアとメモリマツブトＩ１０ポ
ートを参照または変更した場合、これを検出しユーザプ
ログラムの実行を停止することができる。

（４）上記効果（３）により各モジュールが他の５− モジュールが使用するワークエリア及びメモリマツブト
Ｉ１０ボートを参照または変更するようなプログラムミ
スを容易に発見することが可能となり、ユーザプログラ
ムのデバッグ効率、及びデバッグ後のユーザプログラム
の信頼性が向上する。

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、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
ターゲットプロセッサのアドレスバスから実行アドレス
を得るため、ステータスデコーダとアドレスラッチを使
用しているが、ターゲットプロセッサが命令フェッチサ
イクルを示す信号を直接出力するＭＣ６８０００のよう
なマイクロプロセッサの場合、ステータスデコーダは不
要である。またターゲットプロセッサがプログラムエリ
アとデータエリアを独立してアクセスするマイクロプロ
セッサの場合、モジュール番号メモリをプログラムＲＯ
Ｍをアクセスするバスに接続することによりステータス
デコーダ１６ 及びアドレスラッチは不要となる。

また、上記実施例では、アドレスラッチをターゲットプ
ロセッサのアドレスバスとモジュール番号メモリとの間
に設置したが、これをモジュール番号メモリとマツプコ
ントロールメモリとの間に設置しても全く同一の効果を
得ることができる。

さらに、上記実施例では、メモリ空間の管理に本発明を
適用したがｚ８０のようなアイソレートＩ１０方式のマ
イクロプロセッサにおいてはＩ１０１００管理について
も同様に適用できる。

また、上記実施例では、モジュール番号メモリにターゲ
ットプロセッサの実行アドレスを入力したが、複数の特
権状態、例えばユーザ状態とスーパバイザ状態をもつマ
イクロプロセッサについては、特権状態の種類を示す信
号をこれに加えることができる。これによりターゲット
プロセッサのメモリ空間を特権状態別にモジュール単位
で管理することができる。

また、上記実施例では、ユーザプログラムを実行するタ
ーゲットプロセッサとシステム全体を制御するホストプ
ロセッサからなるＺＣＰＵ方式のエミュレータに本発明
を適用したが、ターゲットプロセッサのみで全ての制御
を行なうｌＣＰＵ方式のエミュレータについても同様に
本発明を適用することができる。さらに、エミュレーシ
ョンの対象がマイクロプロセッサのみならずシングルチ
ップマイコンである場合にも適用できる。

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、ロジックアナライザの
ようなデバッグツールやシミュレータその他エミュレー
ション機能を有するデータ処理システムに利用すること
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、ターゲットプロセッサのメモリ空間をユーザ
プログラムのモジュール単位で管理することができる。

これにより、ユーザプログラムのデバッグ効率および完
成したユーザプログラムの信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエミュレータの要部の一実施例を
示すブロック図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）はユーザプログラムのモジュール
構成および、モジュール番号メモリの内容との対応を示
すメモリマツプ、 第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は各モジュールからみた
メモリマツプと、マツプコントロールメモリの内容との
対応を示すメモリマツプ、第４図は本発明が適用される
エミュレータ全体の構成例を示すブロック図である。 ＨＭＰＵ・・・・ホストプロセッサ、ＴＭＰＵ・・・・
ターゲットプロセッサ、５ＴＤＥＣ・・・・ステータス
デコーダ、ＡＬＡＴ・・・・アドレスラッチ、ＭＮＭＥ
Ｍ・・・・モジュール番号メモリ、ＡＭＰＸｏｏ・・ア
ドレスマルチプレクサ、ＤＭＰＸ・・・・１９− データマルチプレクサ、ＭＣＭＥＭ・・・・マツプコン
トロールメモリ、ＢＲＫ’Ｃ・・・・ブレーク制御部、
ＥＭＥＭ・・・・エミュレーションメモリ（代行メモリ
）。 ０

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コンピュータ
   の機能を代行するマイクロコンピュータを有するデバッ
   グ装置であって、上記マイクロコンピュータによるプロ
   グラムの実行中に、予め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、上記マイクロコンピュータか
   ら出力されるアドレス信号に応じて出力するメモリを備
   えてなることを特徴とするデバッグ装置。 ２、上記マイクロコンピュータによるプログラムの実行
   中に上記メモリから出力される値および上記マイクロコ
   ンピュータから出力されるアドレス信号を、予め設定さ
   れた値と比較する手段を備え、両者が一致したときに上
   記マイクロコンピュータによるプログラムの実行を停止
   させることを特徴とする請求項１記載のデバッグ装置。 ３、上記メモリより読み出された属性に応じて代行メモ
   リのアクセスを制御するための信号を形成する制御手段
   を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載のデ
   バッグ装置。