SoC集成度和复杂度的提高使得现阶段仅依靠传统的硅前功能验证已不能完全保证设计不出任何差错,通过设计合理的片上调试结构在流片后进行调试,可以迅速定位和排除可能存在的缺陷。另一方面为了解决急剧上升的功耗问题,现代SoC大部分时间工作在低功耗模式下已经成为一种必然,在综合利用关闭电源和降低时钟频率等一系列低功耗技术不断优化性能指标的同时,这些变化也为电路引入了更多的不确定性。为了着重解决SoC在低功耗模式掉电和复位等动作导致的调试信息丢失问题,有必要以片上调试结构为基础设计一种针对低功耗应用场景下的新型调试系统。本文首先从硅后低功耗调试的需求背景出发,以Intel公司所设计的某款基带芯片为例,详细介绍了一种基于ARM Coresight的,由调试访问端口、ARM和ARC处理器调试接口组成的SoC多核调试系统结构,该调试系统使调试访问得以在覆盖所有片上调试资源的范围内全面展开。之后分析了当前低功耗模式技术对调试造成的具体影响,为低功耗调试系统的设计做好准备。其次,为了对处于低功耗场景下的目标处理器进行调试访问,本文提出了一种上电信号组的接线方式,并详细研究了各种处理器的系统低功耗控制机制,针对不同处理器在系统控制中的联系和差异,对它们分别进行了低功耗调试的系统设计:对于可以将调试和功能逻辑的电源和复位控制分离的处理器,提出电源控制和复位覆盖的硬件策略;对于不能拆分调试和功能逻辑的复杂系统,采用调试保存和重载的软件补偿策略,通过硬件和软件调试相结合的方案,实现了对低功耗场景下SoC调试目标的全面支持。本文依靠验证中最常见的也是最重要的定向测试方法,以一种硅前调试替代方案为前提,对低功耗调试系统的典型测试场景进行动态仿真。采用常规调试测试首先验证了片上调试系统的正确性;随后利用外部JTAG接口和汇编指令分别对硬件和软件低功耗调试系统策略进行操作配置,并通过设置对照测试的方式,在不同的低功耗场景下对新型低功耗调试系统进行验证,仿真结果有效说明了新型调试系统方案硬件设计的正确性和软件方案的可行性。SoC调试系统最终服务的对象是硅后调试,本文的最后通过流片后的硅后调试环境,在真实的芯片上对典型低功耗场景下的调试用例再次测试,结果发现本文提出的调试策略不仅可以在系统处于低功耗模式期间保持调试信息,而且可以使特性最终生效。有效解决了芯片在低功耗阶段无法调试的这一技术难题。