用于8051單片機(jī)片上調(diào)試系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子產(chǎn)品和工業(yè)控制的復(fù)雜性日益增加,使得基于單片機(jī)的軟硬件開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大,在開(kāi)發(fā)中使用一套完備的實(shí)時(shí)調(diào)試系統(tǒng)則顯得非常重要。本課題采用專(zhuān)用數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)流程為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的8051微控制器設(shè)計(jì)了一個(gè)片上調(diào)試系統(tǒng),將調(diào)試功能集成到單片機(jī)芯片內(nèi)部。文章內(nèi)容包括需求調(diào)研,方案設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),功能仿真與驗(yàn)證以及后端設(shè)計(jì)。
　　本文設(shè)計(jì)的片上調(diào)試系統(tǒng)具備提供整個(gè)微控制器實(shí)時(shí)調(diào)試的能力,擁有商業(yè)仿真的一切功能。它不僅具有控制805

2、1單片機(jī)掛起、正常運(yùn)行、單步運(yùn)行和指令跳轉(zhuǎn)的能力,而且能夠讀寫(xiě)片內(nèi)寄存器、內(nèi)外部數(shù)據(jù),程序存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器的值。它可以在程序存儲(chǔ)器、內(nèi)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器上設(shè)置硬件斷點(diǎn),當(dāng)微控制器在特定的地址讀寫(xiě)特定的數(shù)據(jù)時(shí),硬件斷點(diǎn)即被觸發(fā)。該調(diào)試系統(tǒng)使用比工業(yè)上的JTAG標(biāo)準(zhǔn)接口占用空間更少的三線接口作為其和計(jì)算機(jī)的連接通道。文章運(yùn)用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言對(duì)整個(gè)片上調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),使用Mentor公司的ModelSi

3、m仿真工具對(duì)每個(gè)功能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真,利用synopsys公司的Design Compile、Primetime、Astro和SMIC0.18μm工藝庫(kù)完成了綜合,靜態(tài)時(shí)序分析和版圖設(shè)計(jì)并確保時(shí)序閉合。系統(tǒng)在 Xilinx的Spartan3系列 FPGA xc3s400上完成功能驗(yàn)證。
　　結(jié)果表明,系統(tǒng)有效解決基于傳統(tǒng)軟件仿真,仿真器調(diào)試和JTAG調(diào)試方式的弊端,減少用戶調(diào)試成本,提高調(diào)試效率。調(diào)試系統(tǒng)的引入對(duì)原8051單片機(jī)的