ARM體系結構之：ARM開發調試方法

2.5 ARM開發調試方法

用戶選用ARM處理器開發嵌入式系統時，選擇合適的開發工具可以加快開發進度，節省開發成本。因此一套含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調試軟件、工程管理及函數庫的集成開發環境（IDE）一般來說是必不可少的，如ARM公司的RealView開發環境。至于嵌入式實時操作系統、評估板等其他開發工具則可以根據應用軟件規模和開發計劃選用。

使用集成開發環境開發基于ARM的應用軟件，包括編輯、編譯、匯編、鏈接等工作全部在PC機上即可完成，調試工作則需要配合其他的模塊或產品方可完成。目前常見的調試方法有以下幾種。

1．指令集模擬器

部分集成開發環境提供了指令集模擬器，可方便用戶在PC機上完成一部分簡單的調試工作。但是，由于指令集模擬器與真實的硬件環境相差很大，因此即使用戶使用指令集模擬器調試通過的程序也有可能無法在真實的硬件環境下運行，用戶最終必須在硬件平臺上完成整個應用的開發。

2．駐留監控軟件

駐留監控軟件（Resident Monitors）是一段運行在目標板上的程序，集成開發環境中的調試軟件通過以太網口、并行端口、串行端口等通信端口與駐留監控軟件進行交互，由調試軟件發布命令通知駐留監控軟件控制程序的執行、讀寫存儲器、讀寫寄存器、設置斷點等。

利用駐留監控軟件是一種比較低廉有效的調試方式，不需要任何其他的硬件調試和仿真設備。ARM公司的Angel就是該類軟件，大部分嵌入式實時操作系統也采用該類軟件進行調試，不同的是在嵌入式實時操作系統中，駐留監控軟件是作為操作系統的一個任務存在的。

駐留監控軟件的不便之處在于它對硬件設備的要求比較高，一般在硬件穩定之后才能進行應用軟件的開發，同時它占用目標板上的一部分資源，而且不能對程序的全速運行進行完全仿真，所以對一些要求嚴格的情況不是很適合。

3．JTAG仿真器

JTAG仿真器也稱為JTAG調試器，是通過ARM芯片的JTAG邊界掃描口進行調試的設備。JTAG仿真器比較便宜，連接比較方便，通過現有的JTAG邊界掃描口與 ARM處理器核通信，屬于完全非插入式（即不使用片上資源）調試。它無需目標存儲器，不占用目標系統的任何端口，而這些是駐留監控軟件所必需的。另外，由于JTAG調試的目標程序是在目標板上執行，仿真更接近于目標硬件，因此，許多接口問題，如高頻操作限制、AC和DC參數不匹配、電纜長度的限制等被最小化了。使用集成開發環境配合JTAG仿真器進行開發是目前采用最多的一種調試方式。

4．在線仿真器

在線仿真器使用仿真頭完全取代目標板上的ARM處理器，可以完全仿真ARM芯片的行為，提供更進一步的調試功能。但這類仿真器為了能夠全速仿真時鐘速度高于100MHz的處理器，通常必須采用極其復雜的設計和工藝，因而其價格比較昂貴。在線仿真器通常用在ARM的硬件開發中，在軟件的開發中較少使用。其價格高昂是在線仿真器難以普及的原因。