ネクサス（標準）

NexusまたはIEEE-ISTO 5001-2003は、組み込みシステム用の標準デバッグインターフェイスです。

特徴

IEEE -ISTO 5001-2003 (Nexus) 機能セットは、今日のオンチップデバッグ実装をモデルにしており、そのほとんどはプロセッサ固有です。その目標は、必要なピン数とダイ領域を最小限に抑え、プロセッサとアーキテクチャの両方に依存しない、豊富なデバッグ機能セットを作成することです。また、マルチコアおよびマルチプロセッサ設計もサポートしています。したがって、ARM CoreSight デバッグアーキテクチャに匹敵します。

物理的には、IEEE-ISTO 5001-2003 は、デバッグツールをターゲットまたはテスト対象システムに接続するためのコネクタの標準セットを定義します。論理的には、データはパケットベースのプロトコルを使用して転送されます。このプロトコルはJTAG (IEEE 1149.1)にすることができます。また、高速システムの場合は、全二重、高帯域幅の転送をサポートする補助ポートを使用することもできます。

主要な Nexus 機能には、JTAG スタイルの要求/応答のやり取り、またはデバッグポートを介して転送されるパケットが含まれ、次のものが含まれます。

ランタイム制御... すべての実装において、デバッグツールはプロセッサの起動と停止、レジスタの変更、およびマシン命令のシングルステップ実行を行うことができます。
メモリアクセス... Nexus は、プロセッサの実行中にメモリアクセスをサポートします。このようなアクセスは、テスト対象のシステムを停止できないシステムをデバッグするときに必要です。例としては、デジタルフィードバックループを停止すると物理的に危険な状況になる可能性があるエンジン制御などがあります。^{[説明が必要]}
ブレークポイント... 指定されたイベント、ブレークポイントが発生すると、プログラムは停止します。イベントは、コード実行アドレスとして指定することも、指定された値を持つアドレスへのデータアクセス (読み取りまたは書き込み) として指定することもできます。Nexus ブレークポイントは、フラッシュメモリや ROM メモリを含む任意のアドレスに設定できます。CPU は、特別なブレークポイント命令を提供する場合もあります。
いくつかの種類のイベントトレースが定義されていますが、そのほとんどは、プログラムの実行に悪影響を与えることなく大量のデータをオフロードするための高速補助ポートに依存しています。
- プログラムトレース... 分岐トレースは、分岐または例外命令でのみメッセージを発行することにより、プログラム実行データを圧縮します。トレース分析は、コードメモリの内容のローカルイメージを使用してプログラムフローを再構築します。
- データトレース... メモリ位置へのアクセスは、範囲 (開始アドレスと終了アドレス) とアクセスタイプ (読み取りまたは書き込み) によって制限され、追跡できます。
- 所有権トレース...オペレーティングシステム(OS、場合によってはRTOS ) は、タスクを切り替えるときに Nexus レジスタにタスク識別子を書き込み、所有権トレースメッセージを強制的に発行する場合があります。
メモリの置換とポートの交換...この機能により、メモリまたはポートのアクセスを補助 Nexus ポート経由でエミュレートできます。
データ収集...ラピッドプロトタイピングでは、補助ポートを介してデバッグツールに大量のデータを迅速に転送する必要がある場合があります。データトレースで使用されるプロトコルよりも効率的なプロトコルを使用します。自動車用アプリケーションのキャリブレーションにも役立ちます。

低レベルのアプリケーションプログラミングインターフェイス(API) も許可されており、ホスト接続メカニズム (エミュレーターやキャリブレーション機器^{[明確化が必要]}など) やプロセッサ固有の Nexus レジスタの詳細などのターゲットの詳細をマスクします。この API は、ツールと半導体ベンダーが共同で作成します。

コンプライアンスクラス

IEEE-ISTO 5001-2003 はスケーラブルな標準であり、現在、この標準への準拠には、基本 (JTAG のみ) のクラス 1 からクラス 4 までの 4 つのクラスがあります。

クラス 1 は、 JTAG インターフェイスを使用したランタイム制御 (実行、停止、プロセッサ停止時のメモリのアップロード/ダウンロード、ブレークポイント、レジスタの読み取りまたは設定) をサポートします。通信は半二重のみで、帯域幅は制限されています。トレースはサポートされていません。
クラス 2 は、所有権トレースおよびプログラムトレースを追加し、補助デバッグポートを「低速」I/O ポートピンと共有できるようにします。所有権トレースにより、リアルタイムカーネルまたはオペレーティングシステムに基づくシステムの現在のタスクまたは現在のプロセスのトレースが可能になります。
クラス 3 では、実行を停止せずに、データ書き込みトレースとメモリの読み取り/書き込みをオンザフライで実行できます。データ読み取り/書き込みトレース、アドレス/データバスなどの高速 I/O ポートとの補助ポートの共有、およびデータ取得のサポート (内部リソースに保存されている関連データパラメータ (通常は関連するキャリブレーション変数) の可視性) も、オプションでクラス 3 準拠の一部になる場合があります。
クラス 4 では、メモリ置換 (Nexus 補助ポート経由でのデータの取得または読み取り) が追加され、ウォッチポイントによってトレースをトリガーできるようになります。ウォッチポイントでメモリ置換をトリガーすることは、クラス 4 準拠のオプション機能です。

参照

さらに読む

IEEE-ISTO 5001™-1999、Nexus 5001 Forum™ 標準 - 将来の組み込みシステムへのゲートウェイを提供
IEEE-ISTO 5001-2003、グローバル組み込みプロセッサデバッグインターフェイスの Nexus 5001 フォーラム標準

外部リンク

NEXUS 5001 フォーラム
Nexus 5001 フォーラムグローバル組み込みプロセッサデバッグインターフェイス標準、William Wong 著
Nexus 5001 デバッグ仕様でマルチコア分析が簡単に (Neal Stollon 博士著)
NEXUS デバッグ標準: 未来の組み込みシステムへのゲートウェイ、Ashling Microsystems, Inc. 著