MICROBLAZE的调试方法.docx
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MICROBLAZE的调试方法
MICROBLAZE的调试方法介绍
MICROBLAZE是XILINX提供的采用大端存储系统、指令和数据采用哈佛结构的32位软核，可在SPARTAN2，3和VIRTEX系统上运行，现对其调试方法做一个简单介绍，希望对有兴趣这方面开发的人有所帮助。
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XILINX提供的调试环境主要有GDB和SDK。
即在XPS环境下可通过调用GDB完成，也可将程序导入SDK环境下进行调试。
这两种方法都是通过XMD作为底层工具与目标进行通讯。
本文以XPS环境下的GDB调试为例。
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调试的方法主要由4种：
MDM，XMD-stub，ISS和VirtualPlatform。
其中后两为仿真调试，不需要目标硬件支持，对于没有目标板的而又想预先程序开发的用户是个不错的选择。
下面对这4种方法逐一做一简要介绍。
1．MDM（MicroprocessorDebugModule）
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这种方式是基于硬件的调试方法。
主机通过JTAG与FPGA中的MDMcore相连，而MDM又与Microblaze的调试端口连接起来，从而完成调试信息的通讯。
一个MDM模块可以与一个和多个MicroBlaze处理器核相连，如下图1。
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图1MDM连接
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首先要加入opb_mdm模块并完成与microblaze调试接口的连接，并设置好相应的参数，如图2所示。
如果是通过BSB创建的项目，选择UseOn-chipDebugLogic作为调试方式即可完成opb_mdm模块的加入。
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图2MDM相关设置
相应的MHS文件为：
BEGINmicroblaze
PARAMETERINSTANCE=microblaze_0
PARAMETERHW_VER=4.00.a
PARAMETERC_DEBUG_ENABLED=1
PARAMETERC_NUMBER_OF_PC_BRK=2
PARAMETERC_NUMBER_OF_RD_ADDR_BRK=1
PARAMETERC_NUMBER_OF_WR_ADDR_BRK=1
BUS_INTERFACEDLMB=dlmb
BUS_INTERFACEILMB=ilmb
BUS_INTERFACEDOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEIOPB=mb_opb
PORTCLK=sys_clk_s
PORTDBG_CAPTURE=DBG_CAPTURE_s
PORTDBG_CLK=DBG_CLK_s
PORTDBG_REG_EN=DBG_REG_EN_s
PORTDBG_TDI=DBG_TDI_s
PORTDBG_TDO=DBG_TDO_s
PORTDBG_UPDATE=DBG_UPDATE_s
END
BEGINopb_mdm
PARAMETERINSTANCE=debug_module
PARAMETERHW_VER=2.00.a
PARAMETERC_MB_DBG_PORTS=1
PARAMETERC_USE_UART=1
PARAMETERC_UART_WIDTH=8
PARAMETERC_HIGHADDR=0x4140ffff
BUS_INTERFACESOPB=mb_opb
PORTOPB_Clk=sys_clk_s
PORTDBG_CAPTURE_0=DBG_CAPTURE_s
PORTDBG_CLK_0=DBG_CLK_s
PORTDBG_REG_EN_0=DBG_REG_EN_s
PORTDBG_TDI_0=DBG_TDI_s
PORTDBG_TDO_0=DBG_TDO_s
PORTDBG_UPDATE_0=DBG_UPDATE_s
END
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其中PARAMETERC_USE_UART=1是使能MDM中的UART功能，可通过它模拟UART从JTAG口传送数据。
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在启动XMD与目标板连接之前，应用相应的设置如图3所示，选择HARDWARE，即选用MDM的调试方法。
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图3
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如一切正常的话，则XMD窗口显示的信息如图4所示。
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图4MDM信息显示
此时便可启动GNB进行软件调试了。
2XMDSTUB
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这是一种基于软件的调试方法。
XMDSTUB是一段从0x0开始的监控程序（ROMMONITOR），它可通过JTAG－UART（在OPB－MDM中使能的UART，当然也可单独加入一JTAG－UARTIP核）或UART口与XMD完成数据通讯，因此在MSS文件中必须有一个OPB－MDM或UARTLITE设计为XMDSTUBPERIPHERAL。
相应的MSS文件如下所示：
BEGINmicroblaze
PARAMETERINSTANCE=microblaze_0
PARAMETERHW_VER=3.00.a
PARAMETERC_DEBUG_ENABLED=0
BUS_INTERFACEDOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEIOPB=mb_opb
BUS_INTERFACEDLMB=dlmb
BUS_INTERFACEILMB=ilmb
PORTCLK=sys_clk_s
END
BEGINopb_mdm
PARAMETERINSTANCE=debug_module
PARAMETERHW_VER=2.00.a
PARAMETERC_MB_DBG_PORTS=0
PARAMETERC_USE_UART=1
PARAMETERC_UART_WIDTH=8
PARAMETERC_HIGHADDR=0x800020ff
BUS_INTERFACESOPB=mb_opb
PORTOPB_Clk=sys_clk_s
END
.....
当然这也可通过GUI进行设置，PROJECT－SOFTWAREPLATFORMESETTING，如图5所示：
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图5
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在Applications中完成如图6所示的设置，保证在编译时将XMDSTUB程序从0x0处开始放置。
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另在XMD设置中，即图3中，应选择stub选项。
在advancedoptions中，默认的是JTAG方式的连接，即采用JTAG－UART方式，用JTAG口模拟UART功能。
如要选用UART方式，可勾上advancedoptions,选择serial,并设置好相应的串口参数，与IPCORE中选中的UARTLITE参数保持一致，保证正确连接，如图7所示。
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另外，有一个有意思的事，不知是不是我机子的问题，就是当我将advancedoptions中选为SERIAL之后，就没法再改回JTAG了，SAVE时总是报错。
一个解决的办法就是先将CONNECTIONTYPE改为其它类型SAVE，然后再改回STUB，此时就不要再选advancedoptions了，因为默认的是JTAG方式。
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图6
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图7
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上述设置完成后，便可DOWNLOAD程序，将XMDSTUB程序下载时FPGA中，然后打开XMD进行连接和启动GDB的SEVER，最后用GDB完成应用程序的下载和调试。
3ISS（InstructionSetSimulator）
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这是一种基于指令集仿真的调试方法，只能支持处理器和内存模型，对其它的周边硬件不支持。
在图3中选用SIMULATOR，没有使用过这种方法，所以不多说。
4VirtualPlatformsystems
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虚拟平台是硬件系统指令周期级的仿真模型。
通过它可以在没有硬件的基础上，进行应用程序的调试和优化。
如果没有硬件平台，这是一种很好的选择。
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在XPS中，选择Tools>GenerateVirtualPlatform创建虚拟平台。
然后在图3的XMD中便可选择virtualplatform选项。
打开XMD，输入vpconnect命令，或前三个字母vpc，完成XMD与虚拟平台的连接，如图8所示。
最后便可运行GDB程序进行相应的调试工作了。
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图8
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