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随着嵌入式技术的不断发展,在嵌入式应用的不断增长以及嵌入式系统复杂性不断提高的情况下,调试阶段在整个系统开发过程中所占的比重越来越大。调试环境和调试技术直接影响软件开发的效率和质量,高效的调试系统可以大大缩短嵌入式系统开发的时间,减轻系统开发工作量。
本文为满足LTE系统实时运行时的系统测试需求,在深入研究嵌入式调试技术的基础上,以ARM处理器为开发平台,采用实时跟踪调试技术,设计了一种实时跟踪系统。该系统由ARM子系统跟踪模块,传输信道和PC子系统解析显示单元组成,分别完成采集原始跟踪数据、跟踪数据传输及解析显示跟踪数据的任务。
由于LTE系统速率高,时延小和频谱利用率高等特性,要求实时跟踪系统必须非常高效可靠。因此,本文在原始跟踪方案的基础上,提出了一种跟踪接口优化方案;同时,针对在Nucleus实时操作系统环境下高低优先级任务切换过程引起的跟踪信息乱序和丢失问题,提出了嵌套缓存管理机制与预留空间缓存机制两种跟踪缓存优化方案。在系统验证环节将两种跟踪缓存管理机制下跟踪函数执行效率进行验证比较,选择最优方案运用于实时跟踪系统。优化后的跟踪系统不仅解决了跟踪信息乱序和丢失问题,同时新跟踪方案下跟踪系统的运行效率提高了58.8%,跟踪模块对ARM Core的占用降低了52%,TD-LTE终端在跟踪系统开启情况下下行平均速率达到51.17M bps,满足了TD-LTE终端在高速实时运行时的测试需求。
最终,该实时跟踪系统可以在LTE系统高速运转情况下实时完整地跟踪出系统运行流程里面的关键信息而不影响系统的实时运行。本文的研究成果对于定位LTE系统运行存在的问题,监测系统运行的流程,分析目标板程序的性能等都提供了较大的帮助,对于用户级的产品也非常实用。