Werkzeug von PLS Debugging für STs Stellar Automotive-Mikrocontroller

Mit der Unterstützung der neuen Stellar Automotive-Mikrocontrollerfamilie von STMicroelectronics stellt PLS Programmierbare Logik & Systeme die Debug-, Trace- und Testfunktionen der Universal Debug Engine (UDE) ab sofort auch für die nächste Generation Automotive-Architekturen zur Verfügung.

Dank der Kombination mehrerer Technologien auf einem Chip lassen sich mit der Stellar-MCU-Familie hochperformante Automotive-Domain-Controller für den Antriebsstrang, das Fahrwerk und für Fahrerassistenzsysteme (ADAS) realisieren. So sind die ersten MCUs der neuesten Mikrocontroller-Generation unter anderem mit sechs jeweils mit 400 MHz getakteten Arm-Cortex-R52-Kernen und 16 MByte eingebettetem Phase-Change-Memory (PCM) ausgestattet, die zusammen für eine hohe Multi-Core-Performance in Echtzeitanwendungen sorgen. Zudem verfügt die Stellar-Familie über vielfältige Sicherheits- und Schutzmechanismen, darunter ein hochmodernes Hardware-Security-Modul (HSM) sowie Lockstep-Funktionen. Ein Hypervisor für Software-Separation und Speicherschutz erhöht die funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit. Die Stellar-Familie erfüllt die anspruchsvollen Qualifizierungsanforderungen der Sicherheitsnorm für elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen ISO26262 bis ASIL-D. Zusätzlich fungieren drei Cortex-M4-Kerne mit Gleitkommaeinheit und DSP-Erweiterungen als anwendungsspezifische Akzeleratoren.

Aufgrund der langjährigen engen Zusammenarbeit mit STMicroelectronics ist PLS als Mitglied des ST Partner Programms in der Lage, Entwicklern bereits mit der Verfügbarkeit der ersten Bausteine aus der Stellar-Familie optimierte Debug- und Trace-Werkzeuge für diese neue hochkomplexe Automotive-Mikrocontroller-Architektur bereitstellen zu können. So ermöglicht die neueste Version der UDE unter anderem echtes Multi-Core-Debugging für dieses heterogene Mikrocontrollersystem. Anspruchsvolle Anwendungen, die über alle oder Teile der sechs Cortex-R52-Kerne sowie der M4-Kerne verteilt sind, können in einer einzigen Debug-Sitzung und innerhalb einer einzigen gemeinsamen Debugger-Instanz effizient gesteuert und analysiert werden. Mittels Multi-Core-Run-Control, einer spezifischen Funktion der UDE, lassen sich außerdem alle Kerne oder eine ausgewählte Gruppe unter Verwendung der auf den Bausteinen integrierten Debug-Logik synchron starten und stoppen. Multi-Core-Breakpoints, die in gemeinsam verwendetem Code benutzt werden können, vereinfachen das Debugging komplexer Anwendungen. Ein solcher Breakpoint wirkt immer, unabhängig davon, welcher Kern gerade den jeweiligen Code ausführt. Neben der Unterstützung für die eigentlichen Applikationskerne erlaubt die UDE auch das Debuggen des auf den Stellar-MCUs integrierten Hardware-Security-Moduls. Das HSM kann zu diesem Zwecke in das Multi-Core-Run-Control integriert werden.

Die optimierte Programmierung der in den Bausteinen der Stellar-Familie implementierten Phase-Change-Memories (PCM) erfolgt mit Hilfe des in der UDE integrierten Flash-Programmierwerkzeuges UDE-Memtool. Im Vergleich zur herkömmlichen Flash-Programmierung ermöglicht das PCM eine schnellere, sicherere und präzisere Programmierung. In der Praxis bedeutet dies beispielsweise, dass auch einzelne Bytes geschrieben werden können, wo bisher nur das Schreiben ganzer Blöcke möglich war. Aufgrund der Eigenschaften von PCM kann Software-Over-the-Air (SOTA) für diese Speichertechnologie besonders effizient und zuverlässig eingesetzt werden. Spezielle Funktionen des UDE-Memtools sorgen für eine reibungslose Unterstützung von SOTA.

Für eine detaillierte Analyse von Multi-Core-Anwendungen auf Systemebene unterstützt die UDE die umfangreichen Trace-Funktionen des CoreSight-Debug- und Trace-Systems, das in den Arm-Cortex-R52-Kernen, in den Cortex-M4-Kernen sowie für die On-Chip-Verbindungen implementiert ist.

Die drei Geräte UAD2pro, UAD2next und UAD3+ der Universal-Access-Device-Familie von PLS gewährleisten darüber hinaus über JTAG oder die armspezifische Serial-Wire-Debug-Schnittstelle (SWD) eine schnelle und zuverlässige Debug-Kommunikation zu den Mikrocontrollern der Stellar-Familie. Für die Erfassung und Speicherung besonders großer Mengen von Trace-Daten ideal geeignet ist dabei das UAD3+, das mit einem speziellen Trace-POD für den High-Speed-Serial-Trace-Port (HSSTP) der Stellar-MCUs und mit bis zu 4 GB Trace-Speicher erhältlich ist. (fr)