Состав отладочных средств
Средства разработки и корректировки программ МПС – программные средства отладки, функционирующие на БВК (базовый вычислительный комплекс)
Основные функции ОПС:
Резидентные ОПС
автоматизированное управление составлением, формированием и редактированием исходного текста ПО
автоматическая трансляция исходных текстов ПО в объектные коды целевого КП
редактирование или компиляция связей программах модулей и п/п в загрузочный модуль с абсолютной адресацией
отладка объектных модулей на БВК с аналогичной системой команд
Кросс – системы:
программное моделирование (или имитация) системы команд и архитектуры МП для отладки ПО
отладка объектных модулей на программно-логическом модуле
накопление для использования библиотеки п/п объектных модулей
Программные компоненты ОПС:
редактор текста
ассемблер (транслятор)
компилятор
программно-логический модуль целевого МП для кросс – систем
программа-отладчик
библиотека стандартных и типовых п/п
Аппаратно-программные средства отладки МПС.
Внутрисхемный эмулятор – программно-аппаратное отладочное средство, которое подключается к отлаживаемой МПС системной магистрали и обеспечивает управление МПС путем подмены отдельных функциональных узлов прототипа МПС соответствующими узлами эмулятора (МП, системный генератор , ОЗУ, ПЗУ).
Функции эмулятора при отладке МПС:
проверка работоспособности функциональных узлов в МПС
выполнение программы МПС с установкой условий останова (адрес ЗУ или состояние RR)
пошаговое выполнение программ
установка (имитация) сигнала прерывания отлаживаемой программы
изменение содержимого регистров, ОЗУ, устройство в/выв
отображение на дисплее или АЦПУ содержимого RR, ЗУ, УВВ
загрузка программы МПС в ЗУ
распределение и защита адресного пространства ЗУ
При пошаговом методе после выполнения каждой команды выполнение программы останавливается и возобновляется после команды пуска с клавиатуры эмулятора. Можно отобразить состояние RR, ЗУ. При трассировке программ эмулятор в автоматическом режиме совершает одиночные шаги выполнения программы, запоминая и распечатывая содержимое каждого шага, иногда в дизассемблерном виде. Трассировка прерывается вручную или по условию останова. Оператор не может вмешаться в процессе трассировки в работу МПС и изменить содержимое RR и ЗУ
Программатор ППЗУ – осуществляет запись отлаженного ПО в БИС ПЗУ МПС.
2. Функциональный контроль параллельного канала связи.
LPT 3D Hard Analyzer работает через LPT-порт и позволяет анализировать пять входных линий (каналов) и 12 выходных каналов (то есть управлять цифровыми сигналами с компьютера) в режиме SPP или манипулировать четырьмя выходными и 14 входными параметрами в режиме EPP. Двунаправленный ЕРР-режим параллельного порта предусмотрен практически на всех компьютерах, выпущенных после 1993 года. Иногда, правда, он не включен по умолчанию в BIOS (это необходимо проверить и по возможности — включить).
При работе в режиме осциллографа программа запоминает все 17 графиков (линий), глубина (отображаемая длина графика по времени) которых ограничена только свободной памятью компьютера (а с учетом файла подкачки в OC Windows это будет несколько сот мегабайт). Также доступна возможность автоматического сохранения каждой новой страницы в графическом формате.
Анализатор-осциллограф LPT 3D Hard Analyzer строит графики изменения данных в двумерном и трехмерном виде, а также показывает две независимые диаграммы: 17-канальный осциллограф (по биту на канал) и график регистров порта (входных, выходных, контрольных). Имеется регулировка скорости анализа, и отображается общее количество циклов за весь период продвижения графика. Можно программировать и количество циклов с возможностью копирования графиков в память (глубина построения ограничена только доступной оперативной памятью компьютера). Программа имеет средства для экономии системных ресурсов во время считывания данных с высокоскоростных устройств, подключенных к LPT-порту и синхронизированных с ним данной программой (то есть она может применяться на относительно слабых компьютерах). При отключении графического режима вывода на дисплей графики копируются только в память компьютера — в результате скорость работы программы повышается в десятки раз. По окончании анализа график просматривается так же, как если бы он был переведен в графический режим отображения. Прокрутка графиков осуществляется плавно и постранично (правой кнопкой мыши). Имеется гибкая настройка скорости и шага прокрутки, а также возможность автоматического сжатия всей диаграммы в пределах одной страницы. Снимки состояния выбранной страницы графика можно запоминать в форматах BMP и WMF (Windows-метафайл) или задавать автоматическое сохранение в отдельный файл каждой новой страницы. Для просмотра в пакете имеется встроенный браузер графических файлов.
Модуль управления портами основан на ядре кода другой программы Валерия Ковтуна — XP LPT, использующей драйвер ввода-вывода LPT WDMIO.
Программа XP LPT предназначена для управления параллельными портами компьютера из ОС Windows 9x/2000/XP и имеет следующие возможности:
производит автоматическую регистрацию драйвера в Windows XP на правах администратора системы;
ведет автоматическую проверку установленных портов;
осуществляет одновременное чтение регистров данных, контроля и состояния выбранного LPT-порта;
отображает содержимое регистров одновременно в разных форматах (десятичном и шестнадцатеричном), что избавляет от необходимости пересчета.
У этой программы доступен исходный код, описание, а также примеры создания программ для управления внешними устройствами посредством параллельного порта на основе данного решения.
Как мы уже упоминали, программа функционирует через драйвер ввода-вывода LPT WDMIO и предназначена специально для обучения и отладки самостоятельно изготавливаемых программ управления внешними устройствами посредством параллельного порта в среде Windows.
Валерий Ковтун также создал программу PortControl, которая используется для управления параллельным портом с 17-битным анализатором протокола обмена данными устройств, использующих LPT-порт компьютера. Программа написана для семейства ОС Windows и обладает следующими возможностями:
имеются три независимых канала, с помощью которых реализуются ввод адреса порта (регистра), автоматическое чтение данных с порта, запись данных в порт в десятичном и шестнадцатеричном формате, а также отображение данных в форматах bite, word и Dword;
отображается состояние каждого из 17 битов LPT-порта и осуществляется управление выходными битами;
имеется девять программируемых банков памяти порт/данные;
работает 17-канальный анализатор-осциллограф логического состояния каждого бита с возможностью установки скорости анализа (по времени), синхронизации по любому из 17 битов — как по высокому уровню (1), так и по низкому (0), а также работает счетчик переданных данных по каждому биту и многие другие функции для удобной проверки и настройки цифровых устройств, подключенных к компьютеру.
Эта программа может использоваться как в качестве цифрового многоканального осциллографа, так и для управления внешними устройствами посредством компьютера.
Программы анализа и управления портами могут иметь различные применения. Во-первых, их можно использовать для детальной проверки и тестирования работоспособности параллельного порта компьютера, например для проверки быстродействия LPT-порта и системы в целом с помощью режима Test out. Причем все операции удобно наблюдать во времени с помощью встроенного 17-канального анализатора-осциллографа с возможностью гибкой настройки под определенный тип измерений.
Для анализа подключенных к компьютеру высокоскоростных шин передачи цифровых данных различных радиоэлектронных устройств и микросхем рекомендуется компьютер с частотой процессора не ниже 300 МГц. Но для низкоскоростных устройств нормально работают и более слабые компьютеры под управлением Windows 95.
Во-вторых, программы-анализаторы можно применять для управления, анализа, настройки, разработки, проверки и ремонта цифровых радиоэлектронных схем (отдельных модулей, блоков, управляющих шин, протоколов управления синтезаторов частот, элементов управления цифровыми индикаторами, программаторами ПЗУ и т.д.), то есть там, где широко используются цифровые микросхемы, формирующие управляющие сигналы и как-то реагирующие на них.
В-третьих, программы — анализаторы портов можно просто использовать для считывания протоколов обмена. А синхронизировав шину данных и управляющие сигналы устройств хранения и идентификации информации, можно даже прочитать закодированные в последовательности нулей и единиц служебные сигналы и/или пароли доступа. В общем, эти программы предназначены для расширения возможностей радиолюбителя, электронщика или инженера-разработчика. Наглядное изучение протоколов работы радиоэлектронных устройств может быть полезно также при разработке собственного программного обеспечения под управлением различных контроллеров.
В-четвертых, программы-анализаторы окажутся очень полезными для ремонта оргтехники, так или иначе использующей параллельный порт компьютера, — различных принтеров, сканеров, кассовых аппаратов и других устройств.
В-пятых, перечисленные программы пригодятся начинающим программистам. Например, если вы решили написать небольшую программу для управления теми или иными внешними устройствами посредством параллельного порта, то вам будет очень удобно визуально наблюдать алгоритм работы вашей программы в многофункциональном интерфейсе PortControl. В результате вам удастся вовремя обнаружить и устранить допущенные ошибки без использования измерительных приборов на выходе порта и без вмешательства в схемотехнику управляемого устройства.
И наконец, для параллельного порта Валерий Ковтун предлагает полезную программу PinRegistrator, предназначенную для слежения и регистрации логического состояния битов LPT-порта. Написана программа под Windows 95/98/Me и протоколирует состояние параллельного порта автоматически или вручную.