基于CCS的嵌入式软件开发与调试

什么是调试?

     调试 Debug   输入--->输出 不符合设计逻辑

• 调试就是通过理解系统行为(运行)，让系统实现其正确的功能的过程。
• 在调试时，我们试图根除导致系统出现未预期行为的根本原因。为了理解其根本原因，我们需要理解系统的运行情况。
• 我们需要理解系统在做什么----不是我们认为系统应该做什么, 也不是另外什么人说系统在做什么----而是系统实际上在做什么。
• 如果我们不理解系统，就不能指望改动系统让它完成我们想做的事情。而且，我们所做的任何改变系统行为的事情，都有破坏另外一些事情的危险；也可能因为改动而带来了更多的bug。

调试的一般过程

1. 识别问题（加断点对timer计数的影响）
2. 收集信息logging：（收集什么信息？造成输出错误的直接输入信息，逐级tracing）
3. 分析收集的数据，定位bug；
4. 修改bug。

可控性 & 可观测性 ：来自软件工程的概念，其中可观测性是软件、硬件调试的基石。

静态调试：

• 单步执行；设置断点；
• 观察变量；观察寄存器和存储器值；
• 修改变量、寄存器和存储器的值；
• 运行一段程序；

“必须掌握的基本技能”

动态调试：

• 实时记录、观察数据；
• RTDX 条件断点

论述"调试"的书籍:

1. The Science of Debugging, MattTelles.程序调试思想与实践，中国水力水电出版社---bug 是系统逻辑的奴隶
2. Debugging Application , JohnRobbins ,Microsoft Press ,2000 主要针对windows程序调试中文名:  应用程序调试技术
3. 软件调试思想: Robert Charles Metzger

写 C6000 中断程序:

一般来讲，嵌入式系统是中断驱动的系统，另外还有数据流驱动的嵌入式系统(Windows：事件驱动)典型的结构:main函数中初始化->While循环等待中断到来，在中断处理程序中进行真正的数据处理中断之间的关系：

－同步关系：中断的触发次数成比例
－异步关系：。。。
－因果关系：一个中断触发其他中断，可看作是同步  关系中的一种特例

基于以上关系的中断间的数据共享模式：
－乒乓模式：采数中断＋处理中断， 同步中断关系
－圆周buffer：串口中断＋处理中断，异步中断关系
－共享memory：传数中断＋DMA结束中断，因果关系

调试经验:

• 可中断程序的编写：应用条件----核循环的并行指令数不小于6 (SPRA534 Writing Interruptible Looped Code ForThe TMS320C6x)
• 调试中数据的存储和显示：1. 系统级调试中的重要性  2. CCS的显示工具  3. Matlab
• 定点DSP实现浮点运算的考虑
• 一次新增的调试代码不能过长：便于新的bug定位
• 防御式编程: 例：723解模糊程序边界条件
• 对感兴趣的事件做记录：放到片外ram；某些计数记录在halt运行后更新时可能有＋/－1的误差
• CCS添加断点的注意：run前，running中 if( Cnt>1000) {nop_debug（）;};       audio例子运行时，设置断点的现象
• 窗口刷新的影响：application的非实时
• 随时关心程序运行时间：使用timer测量时间，中断法/非中断法
• 注意数组的越界和指针的使用：中断向量表被修改，程序就会跑飞
• 关于全局变量和局部变量：bug例：723程序，MTD子函数设置256字的大数组，修改中断向量表
• volatile关键字：其它任务中可能修改
• const关键字：编译器保证数据不被修改，但是运行时用指针可以修改；没有用？！
• 关于中断嵌套
• 观察中断间的同步关系
• 程序跑飞:
• 不要惧怕程序“死了”、“跑飞”，万事皆有原因；对编程环境的基础知识熟悉程序跑飞绝大多数是中断向量表被修改
• “快”与“慢”，“大”与“小”.
• 选择高级的优化不会造成程序错误，如果有错误，是自己程序的问题。（例：最初接dqy的 DSP板 程序，局部变量->全局变量，堆栈）
• 设计小实验进行某些验证：语法，设想。例子：PM数据改变，怀疑硬件问题，结果设计DMA改写PM，不排除软件的bug；培养工程动手能力，想一想->试一试，
• far型数据：truncated错误
• CCS不支持中文目录
• 节拍节拍节拍：处理帧、时间粒度
• 改变某部分后出了问题，就是改的部分有 bug. 
• 中断处理的超时错误计数器在停止（halt命令）后加1－－JTAG对实时时序的影响
• Restart ---> gomain 跑飞和reload--->gomain跑飞的原因：（1）GIE为1和IER的某些位为1（2）发生了某些中断或IFR某些位为1（3）中断向量表未初始化。要运行run time load 后才初始化。发生中断后，读取中断向量表的值是乱数。（联系那个 设置大数组的 调试例子）

自己开发的硬件平台，在交付软件开发工程师之前，应该做测试。以便于硬件bug和软件bug的定位。

主要的测试内容：

• 数据IO
• 数据处理

测试方法：

（1）时间足够长，1hour以上
（2）数据IO：DMA，CPU核和各个外设通讯
（3）数据处理：FFT，充分使用各个运算单元

TI DSP软件开发学习:

• CCS：Turorial和User’s Guide
• C 的运行环境
• CPU结构和汇编语言
• 硬件知识

要客观世界可“控制”，可“利用”，你需要先深刻地理解客观世界的运行规律。然后，在种种规律（也可理解为“限制”）的前提下实现你的想法。

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