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用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight

用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight Image (View Larger 用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight Image)
用于 ARM Cortex™-A 系列处理器的 CoreSight™ 为嵌入式软件和应用程序开发人员提供了优化和调试 Cortex-A 应用程序处理器平台所需的所有片上调试和实时跟踪资源。

 

 


用于 Cortex-A 系列处理器(Cortex-A9Cortex-A8Cortex-A5)的 CoreSight 设计工具包提供了一个完整的基础结构,以优化和调试操作系统和目标应用程序并需要卓越性能和较低功耗的高级平台。

针对调试和跟踪不同种类的高性能多核系统而构建

用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight 设计工具包提供了以下功能:

 通过较少的针数提供较高的可见性

强大的多核交互式调试并具有实时可见性

使用用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight,开发人员可以通过较少的针数控制(调试)和观察(跟踪)基于 Cortex-A 处理器的 SoC。
如果可以在芯片上 (ETB) 捕获或通过专用跟踪端口 (TPIU) 导出内核和其他系统跟踪的高度压缩实时跟踪,则可以仅使用两个插针通过串行线调试</a>技术或改用 JTAG 进行 Cortex-A 处理器调试和运行时控制。

 

通过使用 CoreSight DAP嵌入式交叉触发,开发人员可以进行强大的对称和非对称多核调试和运行时的控制,同时收集带有时间戳的 CPU 或系统跟踪以分析、优化和调试软件和硬件交互。

多核 SoC 上执行程序的可见性

高性能、低功耗的安全系统的可见性

用于 Cortex 处理器的 CoreSight 跟踪宏单元为软件开发人员提供了有关如何在平台上执行其软件的重要信息。所有 Cortex-A 跟踪宏单元都是操作系统可识别的单元,以使开发工具能够提供操作系统可识别的调试和优化。

 

CoreSight 技术支持最高性能的处理器,同时是针对最大限度降低功耗而构建的。CoreSight 技术通过实现多时钟和电源域的调试和实时跟踪,使 SoC 架构师可以灵活地实现具有最高能源效率的调试和跟踪解决方案。
CoreSight 还针对安全调试和跟踪进行了设置,以便仅向可信用户提供这种重要的可见性。

在 SoC 生命周期内对不同用户有价值

重复使用和标准化

CoreSight 技术可在整个 SoC 生命周期内使用,以使硅提供商和 OEM 能够降低成本和开发风险。 可以将 CoreSight 用于 SoC 中的其他组件,以使合作伙伴可以降低调试和跟踪成本,并在不同平台中提供标准框架。通过遵循 CoreSight 架构规范,合作伙伴可以将自己的调试和跟踪组件集成到 CoreSight 中。
了解 CEVA DSP 如何支持 CoreSight 技术

现在,CoreSight 技术为很多终端产品的软件和硬件开发人员提供了片上可见性,例如,手机、移动设备、机顶盒和超便携智能本。

有关 Qt 开发人员如何使用 CoreSight 跟踪来优化 Qt 性能的公共示例

在 SoC 生命周期内为很多用户提供价值

用于 Cortex-A 系列处理器的 CoreSight 技术是由主要 OEM 在终端产品中指定采用的技术,可以在 SoC 生命周期的所有阶段为不同的用户组提供价值。

主要用户组   

CoreSight 技术支持或加快的主要任务

嵌入式和中间件软件开发人员

  • 使用 CPU 跟踪实时观察软件在 SoC 上的执行情况,以进行驱动程序开发和优化。
  • 新平台上的操作系统端口和调试,使用 CPU 跟踪和软件测量的操作系统和中间件优化
  • 运行操作系统时的平台优化

 应用程序开发人员   

  • 使用跟踪或性能计数器来优化运行在操作系统上的应用程序
  • 分析应用程序对 SoC 的影响(功耗、性能)

 产品工程师   

  • 最终产品的废品率分析
  • 产品调试和维护

 硬件工程师

  • 在运行软件时调试和优化硬件(例如,内存系统调试和分析、互连分析,等等)

SoC 架构师   

  • 根据在最终产品中收集的跟踪数据,分析现有 SoC
  • 使用现有的跟踪数据来分析和优化架构


用于 Cortex-A 系列的 CoreSight 是一个 SoC 级解决方案,它为高端 SoC 平台提供控制和可见性。

调试

CoreSight 调试访问端口是一个高性能调试访问端口,可使外部调试器能够访问内核和内部系统总线,例如,内存总线。DAP 提供了一个复合调试端口以支持传统 JTAG 和高性能 2 引脚调试接口(串行线调试)。

DAP 模式

针数 

典型频率

串行线调试

 2

大于 50 MHz

JTAG

4-6

50 MHz

跟踪宏单元和 ETM 带宽

构建的 CoreSight CPU 跟踪宏单元(ETM 和 PTM)提供了高度压缩的实时跟踪,可使开发人员能够实时观察软件在处理器上的执行情况。CPU 跟踪宏单元的主要性能特性如下所示:

特性

性能 

跟踪带宽
(平均数字)

  • 对于非周期准确的指令跟踪,下降到 0.3 位/指令。

ARM CPU 跟踪宏单元生成的跟踪带宽随跟踪的内容(仅指令与数据跟踪)、处理器、执行的软件而有所不同。请联系 ARM 以了解详细基准。

运行频率   

与处理器时钟相同,ARM 演示的产品运行频率最高 2GHz,请参阅 Cortex-A 性能以了解详细信息。

门数 
与 NAND2.1 相当

Cortex-A 跟踪宏单元的门数随实现的跟踪架构而有所不同,通常为:

  • CPU 跟踪宏单元门数是处理器门数的 10% 至 20%。

有关详细基准,请与 ARM 联系。

CoreSight SoC 组件、跟踪端口和 ETB 大小

CoreSight SoC 组件提供了一个完整的 SoC 级调试和跟踪解决方案,并具有较低的硅和针数开销。构建的所有 CoreSight SoC 组件都支持最新的 SoC 设计技术,例如,多电源和时钟域以及安全性。
CoreSight SoC 组件的主要性能特性如下所示:

 特性 

 性能

运行频率 

65 纳米 LP 上为 400MHz(典型)
90 纳米上为 250MHz
支持多时钟和多电源域

门数
与 NAND2.1 相当
完全调试和多核跟踪约为 40K 门 (TPIU + ETB)

跟踪端口大小(跟踪端口接口单元)

通过将所有跟踪源合并到单一跟踪流中,CoreSight 技术可将跟踪端口数减少到只有一个端口

跟踪端口大小随跟踪源生成的跟踪带宽以及跟踪性质发生变化,某些跟踪源产生数据突发,并且可能会产生峰值带宽而需要更宽的跟踪端口。

作为参考,Cortex-A9 上的基准表明,以 CPU 频率运行的 2 位数据跟踪端口通常足以实时提供完整的程序跟踪(非周期精确)。这意味着 1 GHz Cortex-A9 处理器需要具有 250 MHz 跟踪时钟 (DDR) 的 4 位数据跟踪端口。

有关各种处理器的跟踪端口的详细基准,请与 ARM 联系。

嵌入式跟踪缓冲区 (ETB)

如果无法实现专用跟踪端口(例如,由于最终产品中的严格 IO 限制),则可以在芯片上使用 CoreSight ETB 捕获跟踪。使用 ETB 可在芯片上捕获高带宽跟踪。用户会根据特定触发和过滤条件定义跟踪捕获。

有关各种处理器的 ETB 大小的详细基准,请与 ARM 联系。


作为参考,对于 Cortex-A9,4KB ETB 可以存储大约 125,000 个周期的跟踪信息。对于多处理器设计,建议每个 CPU 实现 4KB ETB 内存。


CoreSight 设计工具包包含以下组件:

组件 概述
调试访问端口

在多个电源和时钟域中为调试器提供对 SoC 中的内核和总线的访问,从而显著提高直接下载到内存的速度。

嵌入式交叉触发器
在多个内核中同步调试和跟踪。
程序跟踪宏单元 
(Cortex-A9)

以非干预性方式生成全速运行的 ARM 处理器的周期精确指令跟踪。  
嵌入式跟踪宏单元 
Cortex-A5Cortex-A8

以非干预性方式生成全速运行的 ARM 处理器的周期精确指令和数据跟踪。 
跟踪聚合器
将多个跟踪源合并在一起。
嵌入式跟踪缓冲区
32 位数据宽度在芯片上高速存储跟踪数据,而无需使用专用跟踪端口插针或外部跟踪集合单元。
跟踪端口接口单元
使用与内核异步的频率,通过 2-34 个引脚将跟踪数据传送到芯片外。仪器跟踪宏单元用于软件生成的高层次低带宽跟踪。
串行线调试
高性能 2 引脚调试端口,替代支持多电压的 5/6 引脚 JTAG 接口。
串行线查看器 
测量跟踪的单针输出。
集成工具包
包含 RTL 测试台、测试矢量和完整文档,以便于验证设计人员自己的 CoreSight 子系统

 

可授予使用许可的用于 Cortex-A 处理器系列的 CoreSight 设计工具包:

CoreSight 设计工具包  与 ARM 处理器兼容   包含跟踪宏单元 
 CDK-A5  Cortex-A5  ETM-A5
 CDK-A9  Cortex-A9
(单处理器和多处理器)
 PTM-A9
 CDK-A8   Cortex-A8 包含在 Cortex-A8 中


处理器

相关产品 CoreSight 产品 优点
Cortex-A9 UP 和 MP    用于 Cortex-A9 的 CoreSight 设计工具包 (CDK-A9) 用于 Cortex-A9 处理器的完整单核/多核调试和实时跟踪解决方案。
Cortex-A8    用于 Cortex-A8 的 CoreSight 设计工具包 (CDK-A8) 用于 Cortex-A8 处理器的完整调试和实时跟踪解决方案。
Cortex-A5 UP 和 MP 用于 Cortex-A5 的 CoreSight 设计工具包 (CDK-A5)  用于 Cortex-A5 处理器的完整单核/多核调试和实时跟踪解决方案。

 

工具

相关产品

CoreSight 产品特性 

优点
ARM 性能分析器  CoreSight CPU 跟踪宏单元用于提取周期精确的程序跟踪。 生成执行的代码的统计数据和覆盖范围结果。允许对几乎不受限制的时间(天)执行非干预性的软件性能分析。
RealView 开发套件专业版 CoreSight 跟踪宏单元、交叉触发、跟踪聚合器、嵌入式跟踪缓冲区、跟踪端口、调试访问端口以及串行线调试。 RealView 调试器支持所有 ARM CPU 处理器的调试和跟踪分析,包括同步调试多个 CPU。
RealView ICE CoreSight 调试基础结构:串行线调试、调试访问端口、交叉触发。 具有高级调试功能的运行控制单元,可通过 JTAG 或串行线调试连接来调试单核和多核系统。通过使用 CoreSight DAP,RVI 可以将代码下载速度提高到 1.45 M 字节/秒。
RealView 跟踪 CoreSight 跟踪宏单元、跟踪聚合器和跟踪端口。 RealView 跟踪捕获单元从目标系统收集高速流跟踪,高达 32 位 @ 480 MHz 跟踪时钟。


CoreSight 使用入门

要大致了解 CoreSight 技术以及如何在系统中应用 CoreSight,请参阅 CoreSight ™ 技术系统设计指南

了解 CoreSight SoC 组件

请参阅 CoreSight SoC 页或阅读 CoreSight™ 组件技术参考手册

 
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