嵌入式技巧：ARM的三種中斷調(diào)試方法介紹

嵌入式軟件開發(fā)流程
參照嵌入式軟件的開發(fā)流程。第一步：工程建立和配置。第二步：編輯源文件。第三步：工程編譯和鏈接。第四步：軟件的調(diào)試。第五步：執(zhí)行文件的固化。
在整個流程中，用戶首先需要建立工程并對工程做初步的配置，包括配置處理器和配置調(diào)試設備。編輯工程文件，包括自己編寫的匯編和C語言源程序，還有工程編譯時需要編寫的鏈接腳本文件，調(diào)試過程中需要編寫存儲區(qū)映像文件和命令腳本文件，以及上電復位時的程序運行入口的啟動程序文件。
對后四種文件的理解很重要，其作用解釋如下。
(1) 鏈接腳本文件：在程序編譯時起作用。該文件描述代碼鏈接定位的有關信息，包括代碼段，數(shù)據(jù)段，地址段等，鏈接器必須使用該文件對整個系統(tǒng)的代碼做正確的定位。在SDRAM中調(diào)試程序、在FLASH中調(diào)試或固化后運行的鏈接腳本文件應加以區(qū)分。（在IDE開發(fā)環(huán)境中使用擴展名*.ld）
(2)命令腳本文件：在SDRAM中調(diào)試程序時起作用。在集成環(huán)境與目標連接時、軟件調(diào)試過程中以及目標板復位后，有時需要集成環(huán)境自動完成一些特定的操作，比如復位目標板、清除看門狗、屏蔽中斷寄存器、存儲區(qū)映射等。這些操作可以通過執(zhí)行一組命令序列來完成，保存一組命令序列的文本文件稱為命令腳本文件（在 IDE開發(fā)環(huán)境中使用擴展名*.cs）。
(3)存儲區(qū)映像文件：在SDRAM中調(diào)試程序時起作用。在軟件調(diào)試過程中訪問非法存儲區(qū)在部分處理器和目標板上會產(chǎn)生異常，如果異常沒有處理，則會導致軟件調(diào)試過程無法繼續(xù)，為了防止以上問題并調(diào)整仿真器訪問速度以達到最合適的水平，提供這樣一種用于描述各個存儲區(qū)性質(zhì)的文件叫存儲區(qū)映像文件（在IDE開發(fā)環(huán)境中使用擴展名*.map）。
在程序的調(diào)試過程中可以選擇使用存儲區(qū)映像文件*.map和命令腳本文件*. cs配合程序的調(diào)試。
(4) 啟動文件：它主要是完成一些和硬件相關的初始化的工作，為應用程序做準備。一般，啟動代碼的第一步是設置中斷和異常向量；第二步是完成系統(tǒng)啟動所必須的寄存器配置；第三步設置看門狗及用戶設計的部分外圍電路；第四步是配置系統(tǒng)所使用的存儲區(qū)分配地址空間； 第五步是變量初始化；第六步是為處理器的每個工作模式設置棧指針；最后一步是進入高級語言入口函數(shù)（Main函數(shù)）。
中斷程序設計
中斷調(diào)試方面可以采用類似矢量中斷動態(tài)處理方式，讓中斷對應的確定地址代碼調(diào)轉(zhuǎn)到RAM的固定地址處，定義一個函數(shù)指針指向該固定地址，就可以隨時通過替換RAM固定地址處的代碼，實現(xiàn)動態(tài)改變中斷處理函數(shù)。
具體方法是：
(1)將中斷源函數(shù)指針定義在RAM中相對的固定地址，建立中斷矢量表；
void SetInterrupt (U32 vector, void (*handler)()){ InterruptHandlers[vector] = handler;}
(2)在程序中，調(diào)用具體某中斷源的中斷處理函數(shù)；
如： SetInterrupt(IIC_INT,IICWriteIsr);
/* 聲明IIC中斷處理函數(shù)，其中IIC_INT為 IIC中斷源序號，IICWriteIsr為 IIC的寫中斷處理函數(shù) */
(3)在0x18處的IRQ或0x1C處的FIQ中斷入口函數(shù)中，獲取中斷源、清除中斷掛起標志、通過已定義的中斷源函數(shù)指針進入用戶具體某中斷處理程序。
void ISR_IrqHandler(void){ IntOffSet = (unsigned int)INTOFFSET; Clear_PendingBit(IntOffSet>>2) ;(*InterruptHandlers[IntOffSet>>2])();// 調(diào)用具體某中斷處理程序}
采用動態(tài)的中斷處理方法，在中斷源較多的情況下，中斷響應時間和程序性能得到優(yōu)化。另外，在調(diào)試方面，此處理方法具有便于跟蹤調(diào)試的優(yōu)點，并且根據(jù)需要，可以方便變換中斷處理函數(shù)。
中斷調(diào)試
軟件調(diào)試可以在SDRAM中或FLASH中進行。在SDRAM中，讀寫方便，訪問速度快。一般軟件調(diào)試應在RAM中完成，但當RAM空間小于FLASH程序空間，程序只能在FLASH運行和調(diào)試時，或者用戶希望了解程序在FLASH中實際運行情況時，就可以在FLASH中進行程序調(diào)試。
進行中斷調(diào)試時，應注意中斷入口位于SDRAM中或FLASH中0x18或0x1c地址，鏈接腳本文件必須使整個系統(tǒng)的代碼正確定位于0x0起始處，但SDRAM或FLASH對應的鏈接腳本文件及工程配置注意區(qū)別。
(1)程序在SDRAM中運行
在SDRAM中調(diào)試，使用SDRAM對應的鏈接腳本文件。調(diào)試過程需要以下幾步：編譯、鏈接工程；連接仿真器和電路板；下載程序（在IDE開發(fā)環(huán)境中使用擴展名*.elf）；調(diào)試。
下載程序前必須啟動命令腳本文件完成前述的一些特定的操作，命令腳本文件的啟動在連接仿真器時自動進行，其中存儲區(qū)映射應與程序在SDRAM中運行時相同，保證整個系統(tǒng)的代碼正確定位于0x0起始處。下載程序的起始地址也為0x0，下載成功后便可進行調(diào)試工作。
(2)程序在FLASH中運行
在FLASH中調(diào)試，使用FLASH對應的鏈接腳本文件。調(diào)試過程需要以下幾步：編譯、鏈接工程；連接仿真器和電路板；程序格式轉(zhuǎn)換（*.elf轉(zhuǎn)換為*.bin）；固化*.bin程序；調(diào)試。
連接仿真器后不需要下載程序，存儲區(qū)映射由本身工程中啟動文件運行完成，不需要命令腳本文件。在本環(huán)境調(diào)試過程中，可以設置兩個硬件斷點。
(3)程序從FLASH中調(diào)到SDRAM中運行
在某些應用場合，強調(diào)程序運行速度的情況下，希望程序在SDRAM中運行，這樣就需要將FLASH中存儲的程序，在系統(tǒng)上電后搬運到SDRAM某空間位置，然后自動運行。這種所謂的Bootloader技術，在DSP系統(tǒng)中常被采用。
調(diào)試過程分兩步：
(a)首先將用戶程序在SDRAM中調(diào)試通過，然后將*.bin文件固化到FLASH某一非0扇區(qū)地址空間；
(b) 將自己編寫的Bootloader搬運程序調(diào)試通過并將Bootloader.bin文件固化到FLASH的 0扇區(qū)地址空間，搬運程序在系統(tǒng)上電后，將（a）中FLASH某一非0扇區(qū)地址空間存儲的程序，搬運到在SDRAM調(diào)試中同樣的空間位置，實現(xiàn)程序在SDRAM中運行的目的。
另外注意，因為用戶實際的程序中斷入口必須位于FLASH的0x18或0x1c地址，所以Bootloader搬運程序還應具有中斷入口的跳轉(zhuǎn)功能，即把PC指針由此轉(zhuǎn)向處于SDRAM空間的中斷程序入口表，就是整個用戶程序被搬運到SDRAM的那一位置。
如：LDR PC, =HandleIRQ
// HandleIRQ位于SDRAM空間中斷程序入口表1次