第六讲ARM处理器调试原理
ARM仿真调试技术
在嵌入式系统的设计中，仿真应用的范围主要集中在对程序的仿真上。
在ARM的开发过程中，一种最简单和原始的开发流程是：编写程序，然后烧写到芯片上验证功能，这种方法对于简单的小系统是可以对付的，但在大系统中使用这种方法则是完全不可能的。
所以很多时候我们需要在不烧写代码的情况下调试程序，这就是仿真调试技术。
现代调试技术可以分为软件仿真调试和硬件仿真调试两种：一．软件仿真（指令集仿真）：概念：用数据结构描述目标机CPU中各个寄存器和其他资源（内存等），通过软件模拟，可以逐条指令解释执行目标机可执行映象中的程序。
应用场合：●当嵌入式软件开发在目标硬件平台不存在的情况下进行，就要使用这种软件来模拟目标CPU，以验证代码逻辑。
●是学习嵌入式开发有效地工具，可以让学习者从底层具体硬件细节中解脱出来，专注于软件，尤其是与具体硬件无关的系统软件（TCP/IP协议栈）。
几个不错的硬件模拟平台：● Skyeye：清华大学计算机系博士后陈渝发起，开源项目，主要模拟ARM内核CPU。
● ARMulator：ARM公司推出，ARM指令集模拟器（ADS，Realview MDK上就用这个）。
● ZIX：一个快捷高效、功能强大、易于配置的嵌入式Linux开发环境。
软件仿真的缺点：无法完全仿真与硬件相关的部分，最终还要通过硬件仿真来完成最终的设计。
二．硬件仿真调试：以前的芯片没有JTAG调试逻辑，要向仿真它就必须要有专门的仿真器，这种仿真器成本较高，而且每种芯片都不一样，现在这种仿真器已经不存在了。
现在的芯片一般都内置了JTAG调试逻辑，并不需要CPU仿真器，需要的只是一个JTAG协议转接器（现在还称其为仿真器，其实叫做调试器比较合适）。
所以下面主要介绍JTAG及其仿真技术。
JTAG简介JTAG是Joint Test Action Group的简称，该组织致力于统一芯片的测试标准，它们最初向IEEE提出了IEEE1149.1标准，后来经过IEEE批准并且标准化，所以IEEE1149.1标准又叫JTAG标准，它是一套芯片测试接口和标准，现在几乎所有的CPU核里面都会实现JTAG逻辑单元。
arm嵌入式系统原理与开发
arm嵌入式系统原理与开发
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计用于执行特定的任务。
与通用计算机系统不同，嵌入式系统通常具有更小、更简单、更经济、更可靠的特点。
ARM嵌入式系统则是基于ARM处理器的嵌入式系统。
ARM嵌入式系统的原理是由ARM处理器和其他外围电路组成。
ARM处理器是一种精简指令集（RISC）架构的处理器，具有较低的功耗和较高的性能，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
在ARM嵌入式系统的开发中，首先需要选择适合的ARM处理器进行硬件设计。
设计过程中需要考虑功耗、性能、外设接口等因素，以满足特定应用需求。
接着，需要编写嵌入式软件来实现系统功能。
开发嵌入式软件可以使用C语言或者汇编语言，以及相关的开发工具和调试工具。
在开发过程中，需要进行嵌入式系统的软硬件集成，包括处理器和外围设备的连接、通信协议的设计等。
连接可以通过总线结构实现，常见的总线包括I2C、SPI、UART等。
通信协议可以选择使用标准协议如TCP/IP、USB等，也可以根据具体需求设计自定义协议。
开发完成后，还需要进行软硬件的测试和调试，以确保系统的可靠性和稳定性。
测试可以通过仿真工具、调试工具和实际硬件平台进行。
在测试过程中，需要验证系统的各项功能和性能指标，并进行问题排查和修复。
总之，ARM嵌入式系统的原理和开发涉及到ARM处理器、外围电路、嵌入式软件等多个方面。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现功能强大、性能稳定的嵌入式系统。
嵌入式系统的开发过程需要经过设计、开发、集成、测试和调试等多个阶段，以确保系统的质量和可靠性。
arm工作原理
arm工作原理
ARM是一种计算机处理器架构，在计算机中起到控制和处理
数据的作用。
它的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 指令提取：ARM处理器从内存中读取程序的指令，并将其
存储到指令寄存器中。
2. 指令解码：处理器解析指令，确定需要执行的操作类型和操作数。
3. 操作执行：根据解码后的指令类型，处理器执行相应的操作，例如算术运算、逻辑运算、存储操作等。
4. 数据存储：处理器将计算得到的数据存储到内存或寄存器中，以供后续使用。
5. 程序流程控制：根据特定条件，处理器可能会根据指令中的跳转地址，改变指令的执行顺序，实现循环、条件判断等。
整个工作过程中，ARM处理器还包括时钟信号的控制、指令
和数据的传输、中断处理以及其他基本运算等。
这些步骤通过电路设计和控制实现，最终让计算机能够根据程序进行计算和操作。
JTAG(ARM)调试方法
ARM JTAG 调试原理OPEN-JTAG开发小组 1 前言这篇文章主要介绍ARM JTAG调试的基本原理。
基本的内容包括了TAP (TEST ACCESS PORT) 和BOUNDARY-SCAN ARCHITECTURE的介绍，在此基础上，结合ARM7TDMI详细介绍了的JTAG调试原理。
这篇文章主要是总结了前段时间的一些心得体会，希望对想了解ARM JTAG调试的网友们有所帮助。
我个人对ARM JTAG的理解还不是很透彻，在文章中，难免会有偏失和不准确的地方，希望精通JTAG调试原理的大侠们不要拍砖，有什么问题提出来，我一定尽力纠正。
同时也欢迎对ARM JTAG调试感兴趣的朋友们一起交流学习。
2 IEEE Standard 1149.1 - Test Access Port and Boundary-Scan Architecture既然是介绍JTAG调试，还是让我们从IEEE的JTAG调试标准开始吧。
JTAG是JOINT TEST ACTION GROUP的简称。
IEEE 1149.1标准就是由JTAG这个组织最初提出的，最终由IEEE批准并且标准化的。
所以，这个IEEE 1149.1这个标准一般也俗称JTAG调试标准。
接下来的这一部分，主要简单的介绍了TAP (TEST ACCESS PORT) 和BOUNDARY-SCAN ARCHITECTURE的基本构架。
虽然不是很全面，但对了解JTAG的基本原理来说，应该是差不离了。
如果希望更全面深入的了解JTAG的工作原理，可以参考IEEE 1149.1标准。
2-1 边界扫描在JTAG调试当中，边界扫描（Boundary-Scan）是一个很重要的概念。
边界扫描技术的基本思想是在靠近芯片的输入输出管脚上增加一个移位寄存器单元。
因为这些移位寄存器单元都分布在芯片的边界上（周围），所以被称为边界扫描寄存器（Boundary-Scan Register Cell）。
[理学]ARM工作原理实验指导书
![[理学]ARM工作原理实验指导书](https://img.taocdn.com/s3/m/aba0e088b4daa58da1114a2f.png)
嵌入式系统原理实验指导书目录实验一ARM集成开发工具——ADS练习 (5)1.1 实验目的 (5)1.2 实验设备 (5)1.3 实验内容 (5)1.4 实验预习要求 (5)1.5 实验步骤 (5)1.6 思考 (19)实验二汇编指令实验1 (20)2.1 实验目的 (20)2.2 实验设备 (20)2.3 实验内容 (20)2.4 实验预习要求 (20)2.5 实验步骤 (21)2.6 实验参考程序 (23)2.7 思考 (24)实验三汇编指令实验2 (25)3.1 实验目的 (25)3.2 实验设备 (25)3.3 实验内容 (25)3.4 实验预习要求 (25)3.5 实验步骤 (26)3.6 实验参考程序 (27)3.7 思考 (30)实验四GPIO控制实验 (32)4.1 实验目的 (41)4.2 实验设备 (41)4.3 实验内容 (41)4.4 实验原理 (41)4.5 实验硬件原理图 (43)4.6 实验预习 (44)4.7 实验过程 (44)4.8 实验参考程序 (44)4.9 思考 (45)实验五UART通信实验 (48)5.1 实验目的 (48)5.2 实验设备 (48)5.3 实验内容 (48)5.4 实验原理 (49)5.5 实验硬件原理图 (49)5.6 实验预习 (50)5.7 实验过程 (50)5.8 实验参考程序 (51)5.9 思考 (61)实验六中断实验 (62)6.1 实验目的 (62)6.2 实验设备 (62)6.3 实验内容 (62)6.4 实验原理 (63)6.5 实验硬件原理图 (63)6.6 实验预习 (63)6.7 实验过程 (63)6.8 实验参考程序 (63)6.9 思考 (66)总论本实验包含两部分，前面三个实验是ARM 7指令系统指令实验，使用ADS 的编译器和调试器进行仿真调试，主要目的是掌握ARM7的指令系统和开发工具的使用，理解ARM CPU的工作过程。
arm perf原理
arm perf原理ARM Perf原理解析什么是ARM Perf？ARM Perf是一种用于性能分析的工具，主要用于调试和优化移动设备上的应用程序。
通过使用ARM Perf，开发人员可以深入了解程序的执行情况，了解CPU和内存的使用情况，并找到性能瓶颈，以便进行优化。
ARM Perf的工作原理ARM Perf的工作原理基于硬件的性能计数器。
这些计数器位于ARM处理器的内部，用于精确计量程序的执行活动。
ARM Perf会利用这些计数器去测量不同的事件，以帮助开发者了解程序的性能表现。
ARM Perf的使用方法以下是使用ARM Perf的一般步骤：1.启用性能计数器：在使用ARM Perf之前，首先需要启用性能计数器。
这可以通过设置相应的寄存器来实现。
2.设置事件：ARM Perf可以测量多种不同的事件，如CPU指令的执行次数、缓存命中率等。
开发者可以选择需要测量的事件，并进行配置。
3.启动计数器：通过设置硬件的控制寄存器，启动ARMPerf的计数器，使其开始计算事件的数量。
4.运行程序：在ARM Perf计数器已启用和配置的情况下，运行需要进行性能分析的程序。
5.停止计数器：当程序执行完成后，停止ARM Perf的计数器，并获取计数器中记录的事件数量。
6.分析结果：将事件数量转化为实际的性能指标，并进行分析，以了解程序的性能瓶颈所在。
ARM Perf的优点和局限性优点•对ARM处理器来说，ARM Perf是一种高度可靠且精确的性能分析工具。
•ARM Perf提供了丰富的事件类型可供选择，方便开发者针对不同的应用场景进行性能分析。
•使用ARM Perf可以帮助开发者快速定位和解决性能问题，提高应用程序的性能。
局限性•ARM Perf只能用于ARM处理器上的性能分析，无法适用于其他处理器架构。
•使用ARM Perf进行性能分析需要一定的专业知识和经验。
•ARM Perf只提供了硬件层面的性能指标，无法获取更高层次的分析结果。
ARMCortex-M系列的调试架构CoreSight技术简介
ARMCortex-M系列的调试架构CoreSight技术简介前段时间写过一篇介绍Cortex-M4核的寄存器组的博客，算是对一些初入Cortex-M系列新手的一个知识扩展。
今天继续说说关于Cortex-M那点事儿，注意这次介绍的不是其内核部分，而是ARM公司IP授权的一部分，即与内核并列的调试系统架构——CoreSight技术。
CoreSight（内核景象）调试架构是ARM在推出Cortex之后推出来的，旨在丰富ARM产品的调试功能，功能是相当强大，呵呵。
这里得插一句，可能对刚开始接触单片机做简单程序开发的人来说，调试这个概念只局限于把代码编译连接之后下到片子然后根据错误症状来判断问题再返回来重新修改，直到问题解决（我现在还偶尔这么干呢，嘿嘿，有的时候真有点懒），然而在一个系统程序相当复杂的情况下，一个功能强大的调试系统会让你解决问题事半功倍，这就是调试的好处。
而像我们平时用到的设置断点、观察寄存器和内存区及监视变量等操作才真正算的上是一种调试，而Coresight的推出就是让调试更加强大，功能更加丰富，让你对单片机的调试游刃有余。
CoreSight调试架构包含了很多调试组件即各种协议，很复杂，但是对于我们这些搞嵌入式软硬件开发的想去深入了解它没有必要，毕竟这个是开发调试软件的人干的活，咱们只是“知其然”就OK了（另外值得一提的是CoreSight技术支持JTAG协议和SW协议，其实更具体的说实际上是CoreSight是把JTAG和SW协议转换成通用的内部DAP协议，这里只是利用了JTAG和SW接口），否则开发了一年多的ARM到头来别人问到什么是CoreSight都不知道就傻眼了是吧，哈哈，所以也是我为什么在题目写了“简介”二字。
下面就以图为主简单说说CoreSight架构，觉着无趣的就可以略过了，毕竟本篇就是一篇知识扩展。
通过使用 CoreSight 系统 IP，嵌入式软件开发人员和 SoC 设计人员可以开发高性能的系统（软件和硬件），同时缩短开发时间和降低风险。