?　嵌入式系統(tǒng)除錯(cuò)的工作量，可望占了嵌入式軟體專案工作量的一半以上。了解硬體除錯(cuò)功能以及它們所能解決的問題，是選擇正確的晶片、建立除錯(cuò)系統(tǒng)以及提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。
　　很多人都相信“臭蟲（bug）”此一用詞起源于海軍少將 Grace Murray Hopper。但事實(shí)上，沒人知道這種用法的真正來源，它可能可以回溯到 Thomas A Edison，或甚至更早。美國海軍后備役軍官 Hopper 在 1945 年 9 月 9 日于哈佛大學(xué)對(duì) Mark II Aiken 繼電計(jì)算器（ Relay Calculator）進(jìn)行測試時(shí)，于短路的 Panel F ＃70 號(hào)繼電器處發(fā)現(xiàn)了一雙臭蟲。她把這只臭蟲拿掉后（就是對(duì)電腦進(jìn)行除臭蟲（debugging）），就解決了這臺(tái)機(jī)器不定時(shí)關(guān)機(jī)的故障（參考文獻(xiàn) 1）。雖然這個(gè)早期的例子指的是從系統(tǒng)硬體中去除臭蟲，但今天“debugging”這個(gè)詞是指發(fā)現(xiàn)一個(gè)程式的問題，并去掉缺陷代碼（defective code）的過程。這些問題包括任何與原始意向的差異，而去掉缺陷代碼的做法則遠(yuǎn)優(yōu)于增加糾正代碼（correction code）。理想情況下，在任何時(shí)間都可以獲得所有的特性（如系統(tǒng)的匯流排與暫存器值），供監(jiān)控與修改。但隨著 IC 轉(zhuǎn)向 SoC，可存取性（accessibility）就變得更加困難了。
　　對(duì)硬體除錯(cuò)，是要盡可能地可以存取到嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部資源，這可以透過觀察系統(tǒng)的特性，如 CPU 狀態(tài)和 PC 值，或修改系統(tǒng)的參數(shù)。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期可以用簡單技術(shù)進(jìn)行除錯(cuò)，如記錄（logging）與監(jiān)控，或者對(duì)多核心 SoC而言，可以采用最新開發(fā)的方法，如跟蹤、緩衡記憶體除錯(cuò)（cache debugging）和交叉觸發(fā)（cross-triggering）等。本文的重點(diǎn)不是在如何編寫代碼或?yàn)榇a除錯(cuò)，而是描述現(xiàn)在可用的嵌入式硬體硅智財(cái)權(quán)（intellectual property ，IP），以及該 IP 能解決哪方面的除錯(cuò)問題。
　　記錄與監(jiān)控
　　最古老也是最常用的除錯(cuò)方法就是在代碼中增加一些列印敘述（print statement），它可以顯示軟體某個(gè)部分的執(zhí)行資訊，并提供暫存器和變數(shù)的實(shí)際值。這可能是一年級(jí)學(xué)生練習(xí)“hello world”的一種延續(xù)，該程式會(huì)在熒幕上顯示這兩個(gè)詞，用于表示程式能夠運(yùn)行，以及執(zhí)行到了某個(gè)點(diǎn)。列印敘述（或 printf 語句）只是記錄的一種變型，它是用處理器將重要資訊寫入一個(gè)“管道（pipe）”，作為外部跟蹤的過程。所使用的管道將視系統(tǒng)而訂，在 printf 情況下，管道是標(biāo)準(zhǔn)的輸出（熒幕），但它也可以是 UART、USB，甚至是通用 I/O。
　　當(dāng)你需要用一種對(duì)程式設(shè)計(jì)工程師有意義的方式，組織各個(gè)部分資訊時(shí)（例如提供感測器資訊或狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換），采用記錄的方法是很有價(jià)值的?？梢杂糜涗浌ぞ邅矸治鲇涗浀馁Y訊，并產(chǎn)生一個(gè)后處理資料庫。必須小心使用記錄功能才能獲得高效率。例如，記錄資訊應(yīng)使用關(guān)鍵字開頭，如“警告”、“錯(cuò)誤”或“除錯(cuò)”等，并應(yīng)能識(shí)別出資訊的建立者。應(yīng)將記錄功能劃分為一小組檔案，以便于維護(hù)，并提供時(shí)間戳資訊。不幸的是，記錄是一種侵入性的方法，它會(huì)修改軟體的即時(shí)狀態(tài)，因而不同于最終應(yīng)用。
　　除錯(cuò)監(jiān)控器是另一種常見的除錯(cuò)工具，它與運(yùn)行在 CPU 記憶體中的目標(biāo)代碼一起工作（參考文獻(xiàn) 2 和參考文獻(xiàn) 3）。除錯(cuò)器運(yùn)行在一臺(tái)主機(jī)上，它透過一個(gè)專用的埠發(fā)送指令和接收響應(yīng)，從而達(dá)到與監(jiān)控器通信的目的?？梢詫?Linux 上的 gdbserver 程式當(dāng)作一個(gè)除錯(cuò)監(jiān)控器，不過它比早期的 ROM 監(jiān)控器更復(fù)雜
　?。▓D 1）。
　　
　　當(dāng)使用者希望在某條指令處設(shè)置一個(gè)中斷點(diǎn)時(shí)，gdbserver 會(huì)保存該指令，而用一個(gè)系統(tǒng)呼叫（system call）來替代它。Gdbserver 然后用 Linux 的 ptrace 程式獲得所有進(jìn)行系統(tǒng)呼叫的應(yīng)用程式資訊。接著，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)呼叫而啟動(dòng)中斷點(diǎn)時(shí)，gdbserver 可以取得對(duì)被除錯(cuò)應(yīng)用的控制。除錯(cuò)器運(yùn)行在一臺(tái)主控機(jī)上，透過串列埠或乙太網(wǎng)路連接到目標(biāo)物件（參考文獻(xiàn) 4）。監(jiān)控器的方法既便宜又實(shí)用，但也有一些缺點(diǎn)，例如需要在進(jìn)行任何除錯(cuò)前載入代碼，并可能與應(yīng)用軟體相互影響。如果代碼位于快閃記憶體中就不能使用監(jiān)控器軟體，因?yàn)橐迦胲涹w中斷點(diǎn)就需要修補(bǔ)應(yīng)用軟體。