Embedded Systeme debuggen Universal Debug Engine 2024: Erweiterte Trace-Unterstützung, leichter zu bedienen

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Der deutsche Debugging-Spezialist PLS Programmierbare Logik & Systeme hat seine Universal Debug Engine in der Version UDE 2024 noch einmal an wichtigen Stellen verbessert. Außerdem unterstützt die Umgebung noch mehr Mikrocontroller, unter anderem von STM und NXP.

Die Version UDE 2024 der Universal Debug Engine von PLS Programmierbare Logik & Systeme bietet neue Funktionen und Erweiterungen, die Systementwicklern das Debuggen und die Laufzeitanalyse von eingebetteter Software erleichtern. Von den zusätzlichen, den Entwicklungsprozess beschleunigenden Features profitieren neben den von der UDE schon bislang unterstützten Controllern und Architekturen auch mehrere neu ins Support-Programm aufgenommene MCUs. Erste Real-Live-Demos der ab Mai verfügbaren UDE 2024 wird PLS auf der embedded world 2024 in Nürnberg präsentieren (Halle 4, Stand 4-310).

Ein Hauptaugenmerk bei der Entwicklung der UDE 2024 galt wie schon bei den Vorgängerversionen der möglichst einfachen und unkomplizierten Bedienbarkeit des Tools. Dank der intuitiven Bedienoberfläche können sich Nutzer des modular aufgebauten Test-, Analyse- und Debug-Werkzeugs ohne großen Einarbeitungsaufwand schon nach kürzester Zeit ihrer eigentlichen Aufgabenstellung widmen. So ermöglicht das Feature UDE SimplyTrace beispielsweise einen einfachen und besonders nutzerfreundlichen Zugang zur Trace-Funktionalität des verwendeten Microcontrollers. Wichtigste Bestandteile dieses Features sind komfortable und schnell erreichbare Kommandos, mit deren Hilfe sich das Trace-System in kürzester Zeit für die jeweilige Debug-Aufgabe konfigurieren lässt.

Zeitverhalten von Anwendungen analysieren

Da UDE SimplyTrace in der UDE 2024 auch in der RTOS Awareness integriert ist, lässt sich ein gewünschter Task-Trace zur Untersuchung des Zeitverhaltens von Applikationen unter Betriebssystemkontroller schnell und effizient erzeugen. Neben Echtzeitbetriebssystemen wie SAFERTOS, FreeRTOS, PXROS-HR oder MicroC/OS-II wird auch AUTOSAR unterstützt.

Darüber hinaus ist UDE SimplyTrace nun auch für Controller der Infineon AURIX-Familie nutzbar, welche lediglich miniMCDS Trace zur Verfügung stellen. miniMCDS, eine kostengünstigere Trace-Implementierung mit eingeschränktem Funktionsumfang und deutlich limitiertem On-Chip Trace-Speicher, kommt beispielsweise beim weit verbreiteten Baustein TC38x zum Einsatz.

Weitere Neuerungen und Erweiterungen bei der UDE 2024 zielen auf eine noch effizientere Nutzbarkeit spezifischer Architektur- und Bausteineigenschaften ab. So unterstützt das in der UDE 2024 integrierte MemTool nun auch die SOTA (Software over the Air)-Funktionen der AURIX TC4x Familie von Infineon. Darüber hinaus stehen die Trace-Funktionen der UDE auch für das Dual-MCDS der TC4x-MCUs zur Verfügung. Sie erlauben die gleichzeitige Aufzeichnung von Traces aller Cores. Die Trace-Daten können entweder im internen SRAM des Chips oder in den Geräten UAD2next und UAD3+ der Universal Access Device Familie von PLS gespeichert werden. Bei letzterem erfolgt die Übertragung der Trace-Informationen über das SGBT-Interface, einer seriellen Hochgeschwindigkeitsschnittstelle.

Trace-Unterstützung auch für AURIX TC4x

In die Trace-Unterstützung integriert wurde auch die Parallel Processing Unit (PPU) des TC4x. Die PPU als Beschleunigerkern für KI-Algorithmen etc. liefert sowohl Befehls- als auch Daten-Trace. Beide werden im UDE Trace-Window angezeigt und liefern für Debugging- und Analysezwecke wertvolle Informationen. Ebenfalls neu hinzugekommen ist der Debug-Support für den Converter Digital Signal Processor (cDSP) des TC4x, welche eine programmierbare digitale Signalverarbeitung von ADC-Signalen ermöglicht. Und auch für das Debugging des Stand-By-Controllers SCR der AURIX-Familie wurden eine ganze Reihe von Verbesserungen implementiert. So unterstützt die UDE 2024 unter anderem den SCR-Compiler von HighTec.

Für die nicht-invasive Systemanalyse und die Untersuchung von Fehlern im Laufzeitverhaltes steht nun auch die Trace-Unterstützung der TRAVEO T2G- und XMC7000-Familien von Infineon zur Verfügung. Die Arm-Cortex-basierten Controller beinhalten das Arm-CoreSight-Debug- und Trace System inklusive der Embedded Trace Marcocell (ETM) für Instruktions-Trace und der Instrumentation Trace Macrocell (ITM) für Instrumentierungs-Trace. Die Speicherung der aufgezeichneten Trace-Informationen kann wahlweise entweder auf dem jeweiligen Chip im Embedded Trace Buffer (ETB) oder im UAD2next bzw. UAD3+ der Universal Access Device-Familie von PLS erfolgen.

Trace-Unterstützung wird von der UDE 2024 auch für die RH850/U2B-Serie von Renesas geboten. Hier besteht ebenfalls die Möglichkeit, die aufgezeichneten Trace-Informationen entweder intern auf dem Chip zu speichern und dann über die Debug-Schnittstelle zur UDE für die Weiterverarbeitung zu laden, oder in den externen Trace-Speicher des UAD2next bzw. des USD3+ zu übertragen. Für letzteres kommt ein serielles AURORA-Interface zum Einsatz.

Trace-Aufzeichnung mit sehr hohen Datenraten

Für die Trace-Aufzeichnung von High-End-Automotive Microcontrollern, welche eine sehr hohe Datenrate im Trace-Interface bereitstellen, steht für das UAD3+ neben dem Standard-AURORA-Trace Pod mit bis zu 3,125 Gbit/s Datenübertragungsrate das UAD3+ Serial Trace Pod 100G zur Verfügung. Letzteres erlaubt eine Übertragung der Trace-Daten mit bis zu 100 Gbit/s.

Für die Untersuchung von Datenzugriffen mittels Trace sehr hilfreich erweist sich bei der UDE 2024 eine neue Darstellungsoption im Trace-Window. Zusätzlich zu den bereits unterstützten Darstellungen als Dezimal- bzw. Hexadezimalwerten können nun auch Fließkommazahlen als solche dargestellt werden, was eine deutliche Vereinfachung für den Anwender bedeutet.

Ebenfalls optimiert wurde die Anzeige des Call-Stacks insbesondere für Arm-basierte Controller und RH850-Bausteine. Am Breakpoint bzw. generell bei angehaltener Applikation steht die Call-Stack-Anzeige jetzt auch dann zuverlässig zur Verfügung, wenn sich die Programmausführung in einer Interrupt- oder Trap-Behandlung befindet.

Unterstützung für weitere Mikrocontroller von STM und NXP

Speziell für die Entwicklung und den Test von Automotive-Applikationen bietet die UDE für den Zugang zu den Controllern neben den Standard-Debug-Schnittstellen Debugging über CAN an. Damit ist auch dann ein Debugging möglich, wenn die eigentlich dafür notwendigen Debug-Schnittstellen in Steuergeräten nicht mehr von außen zugänglich sind, weil beispielsweise das Gehäuse bereits geschlossen ist. Mit der UDE 2024 ist diese Option ab sofort nicht wie bisher nur für die AURIX MCU-Familie von Infineon, sondern auch für die Stellar-MCUs von STMicroelectronics verfügbar.

Mit der Version UDE 2024 erstmals in das Portfolio unterstützter MCUs aufgenommen wurden unter anderem die Typen STM32H745, STM32H755, STM32C011 von STMicroelectronics sowie die KW45 Bluetooth Long-Range MCU, ein Arm Cortex-M33 basierter Baustein von NXP Semiconductors. (me)

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