Neue Toolchain von PLS
»Power Architecture Development Platform«
Die komponentenbasierte, modular aufgebaute Universal Debug Engine (UDE) von PLS hat sich zu einem der leistungsstärksten und anpassungsfähigsten Debug- und Testwerkzeuge für 16- und 32-Bit-Mikrocontroller entwickelt. Zum 20. Geburtstag des Unternehmens stellt PLS nun in Kooperation mit HighTec die »Power Architecture Development Platform« vor, eine spezielle Entwicklungsumgebung für Architecture-e200-Core-basierte SoCs von STMicroelectronics und Freescale.
Nicht nur im Automotive-, sondern auch im Industriebereich geht der Trend klar hin zu Multicore-Bausteinen. Für den effizienten Test solch komplexer, mit einer Unmenge zusätzlicher Peripheriefunktionen ausgestatteter SoCs und für die Fehlersuche auf diesen Chips ist es allerdings nötig, die Interaktion der Cores möglichst in Echtzeit beobachten zu können. »Monolithische Debugger-Konzepte sind hier meist völlig überfordert«, erklärt Thomas Bauch, Geschäftsführer von PLS Programmierbare Logik & Systeme. »Mit klassischen Emulationswerkzeugen ist komplexen SoC-Architekturen heutzutage kaum mehr beizukommen. Ich bin der festen Überzeugung, dass die Zukunft modularen komponenten-basierten Debugger-Modellen gehört, zumal moderne Betriebssysteme für solche offenen Debug- und Testplattformen inzwischen alle nötigen Basistechnologien wie COM, .NET etc. uneingeschränkt zur Verfügung stellen.«
Bauch stützt sich in seiner Einschätzung nicht zuletzt auf PLS’ langjährige Expertise in der Entwicklung monitorbasierter High-End-Debug- und -Testtools. Immerhin hat das Unternehmen schon 1991 – damals noch unter DOS – den ersten Full-Screen-Debugger und 1993 den ersten Windows-Debugger für die speziell in Europa weitverbreitete C166/ST10-Architektur auf den Markt gebracht. PLS zählte auch zu den ersten Unternehmen, die den Support für die Integration des Monitors in die Anwender-Hardware als standardisierte Dienstleistung anboten und bereits 1999 zusammen mit Unternehmen wie Siemens Halbleiter den Debug-Zugang über JTAG und On-Chip-Debug-Systeme unterstützten. »Für uns war schon vor 15 Jahren klar, dass der Bondout-Chip-Ansatz angesichts ständig steigender Taktfrequenzen und immer komplexerer Chipstrukturen auf Dauer nicht ausreichend sein würde«, so Bauch. »Entsprechend früh haben wir mit der Entwicklung neuer zukunftssicherer Debug- und Testwerkzeugen begonnen. Heute gibt es wohl kaum ein Unternehmen, das mehr Erfahrungen mit der Realisierung modularer monitorbasierten Debug- und Testtools hat als PLS – ein Glückfall für uns und unsere Kunden, denn inzwischen kommt kein neuer 16- oder 32-Bit-Mikrocontroller mehr ohne On-Chip-Debug-Möglichkeiten auf den Markt.«
Aus der engen Zusammenarbeit mit dem früheren Halbleiter-Bereich von Siemens und der heutigen Infineon bei der Entwicklung von Tools für deren TriCore-Architektur entstand eine völlig neue modulare Debugger-Architektur, die Universal Debug Engine (UDE) mit dem Universal Emulation Configurator (UEC). Das Tool zeichnet sich z.B. durch eine einfache Interaktion mit bestehenden Applikationen aus, ebenso durch eine hohe Wiederverwendbarkeit von Komponenten, durch Multicore-Debugging als Basisfunktionalität, Unterstützung verschiedenster Debug-Zugänge, Kommunikationsgeräte und Mikrocontroller sowie durch konsequente Nutzung von Standards wie das Component Object Model (COM), HTML als Beschreibungssprache für anwendungsspezifische Fenster, Skriptsprachen wie VBScript, JScript, Perl, Phyton, SQL-Datenbank, JTAG, etc.
Inzwischen ist die UDE zusammen mit der ergänzenden Geräte-Familie Universal Access Device (UAD) in modifizierter Form auch für viele andere komplexe 16- bzw. 32-Bit-Mikrocontroller-Architekturen wie ARM7/9/11, Cortex-M3/R4/A8, XC2000/XE166, SH-2A und Power-Architecture-e200-Core-basierte SoCs von STMicroelectronics und Freescale verfügbar.
Die speziell für Power-Architecture-e200-Core-basierte Automotive- und Industrieapplikationen entwickelte »Power Architecture Development Platform« basiert auf einem angepassten und weiterentwickelten GNU-Compiler von HighTec, der sowohl Standard-PowerPC-Instruktionen als auch die für Power-Architecture-basierte SoC wichtigen Variable-Length-Encoding-Befehle (VLE) erzeugen kann. Letztere garantieren eine hohe Codedichte. Weil die Entwicklungsumgebung den zugehörigen Startup-Code, die notwendige Hardware-Initialisierung, das Speicher-Mapping sowie das passende peripheriespezifische Headerfile automatisch auswählt, lassen sich eigene oder beispielhafte Applikationen für alle Mikrocontroller der Baureihen SPC56 von ST Microelectronics und MPC55xx und MPC56XX von Freescale auf Knopfdruck in Eclipse generieren. Mit den entsprechend vorbereiteten Target-Konfigurations-Dateien sind diese Anwendungen sofort auf den Evaluation-Boards der jeweiligen Hersteller lauffähig.
Die Eclipse-Perspektive der UDE unterstützt den GNU-Compiler dabei mit diversen Debug-Funktionen, die weit über den Standardumfang des C/C++ Development Tooling (CDT) von Eclipse hinausgehen. Zu den wichtigsten Funktionen zählen unter anderem die kontinuierliche Aktualisierung von Target-Daten in den Debugger-Fenstern auch während laufendem Programm, die Darstellung der Peripherie-Register in textlicher bzw. symbolischer Form sowie die Visualisierung von Trace-Daten. Darüber hinaus erlaubt die UDE-Perspektive auch die Kontrolle mehrerer Debugger-Instanzen und damit uneingeschränktes Multi-Core-Debugging.
Komplettiert wird die »Power Architecture Development Platform« durch die Universal-Access-Device-Familie (UAD2+/UAD3+) von PLS, die sowohl das Debugging über ein JTAG-Interface als auch den typischerweise für Programm- und Daten-Trace verwendeten Nexus-Port unterstützt. Für die Trace-Aufzeichnung stehen beim UAD3+ bis zu 4 GByte Speicher zur Verfügung, wobei die aufgezeichneten Daten von der UDE-Software nicht nur zur Darstellung des Programmflusses, sondern auch für System-Debugging-Funktionen wie Code-Coverage und Profiling-Messungen verwendet werden. Transferraten bis zu 2 MByte/s über JTAG garantieren darüber hinaus nicht nur eine schnelle Flash-Programmierung, sondern auch kurze Turn-around-Zeiten während der Entwicklung.
Thomas Bauch ist optimistisch, auch mit der neuen Toolchain einmal mehr technische Maßstäbe setzen zu können. »Manche Unternehmen versuchen, potentielle Kunden mit geschicktem Marketing von ihren Produkten zu überzeugen, andere mit technischer Kompetenz. Wir gehören definitiv letzterer Spezies an, und daran wird sich wohl auch in Zukunft nichts ändern«, so der PLS-Geschäftsführer selbstsicher.
Halle A6, Stand 442, www.pls-mc.com
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