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随着集成电路技术的发展,嵌入式微处理器的复杂度和运行速度不断提高,传统的电路仿真器已经很难实现其软件的调试开发。目前,OCD(On Chip Debug)技术被广泛应用于嵌入式微处理器的调试。通过为微处理器添加专门的片上调试模块,OCD技术很好地解决了传统仿真器的瓶颈。OCD技术是目前嵌入式微处理器调试领域的主要发展方向。 智能卡(智能集成电路卡,简称智能卡)芯片是一种典型的SOC(System Ona Chip),它集成了微处理器、存储器、模拟电路、数字协处理器等模块。因其安全性和便携性,广泛应用于电信、金融、社会保障、公共交通等领域。智能卡COS(Chip Operating System)是负责监视和管理智能卡工作的软件系统,是智能卡应用的基础。为了便于COS的开发调试,BES2415智能卡芯片集成了专用的片上调试模块OCI(On-Chip Instrumentation)。因此,根据BES2415芯片的片上调试结构,设计开发一款智能卡调试器,对于其COS软件开发意义重大。 本文就是根据BES2415芯片OCI模块的结构,设计开发了一款智能卡调试器,用于BES2415芯片COS软件的开发调试,以加速其产品化。在研究了JTAG(Joint Test Action Group)原理和OCD技术的基础上,本文提出了一种基于SOPC(System On Programmable Chip)的BES2415芯片调试器方案。该调试器的硬件主体由FPGA(Field Programmable Gate Array)实现,调试器与调试主机采用高速USB2.0接口进行通信,调试器与被调试芯片的OCI模块通过JTAG接口相连。在调试器设计过程中,采用基于IP(Intelligence Propety)核的可重用设计方法,实现调试器的USB接口和微处理器内核,降低系统的成本;采用软硬件协同的设计方法,保证调试器系统性能的最优化和设计过程的并行进行,是本文的主要特色。另外,为了保证调试器的实用性,在系统的接口选择、软硬件模块划分、FPGA选型、PCB(Print Circuit Board)设计等阶段,充分考虑了系统的调试速度、成本和可靠性等因素。 本文所设计的智能卡调试器系统实现了系统运行控制、单步运行、寄存器读写、存储器读写和断点操作等常用软件调试功能。与同类调试器相比,调试速度和系统硬件成本具备一定的优势。经过测试,本调试器系统可以充分满足BES2415智能卡芯片的COS软件开发需求,是一款实用的智能卡芯片软件开发调试工具。