本發(fā)明涉及一種無線仿真調(diào)試系統(tǒng)，尤其涉及一種支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真調(diào)試系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在嵌入式軟件開發(fā)過程中，仿真調(diào)試用于對嵌入式軟件進(jìn)行單步仿真、打斷點(diǎn)、觀察變量演變過程等，提高了嵌入式軟件的開發(fā)效率，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，增強(qiáng)了嵌入式軟件驗(yàn)證的廣度和深度。目前嵌入式軟件仿真調(diào)試主要有在線仿真和通過仿真器仿真兩種方式，在線仿真是將目標(biāo)板上的cpu完全集成在開發(fā)板上，并在集成的開發(fā)板上對嵌入式軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，該方式是在虛擬的硬件環(huán)境中進(jìn)行；通過仿真器仿真需要將仿真器連接在pc機(jī)和目標(biāo)板的cpu間，并在目標(biāo)板上直接進(jìn)行軟件的仿真調(diào)試，該方式是在真實(shí)的硬件環(huán)境中進(jìn)行。

目前的嵌入式軟件仿真調(diào)試方式主要存在如下弊端：

1)在線仿真方式完全脫離了目標(biāo)板，無法接近真實(shí)硬件環(huán)境。通過仿真器仿真方式需要通過線纜將目標(biāo)板與pc機(jī)連接起來，受線纜長度及運(yùn)用場景限制，無法滿足密封箱體、無人機(jī)等特定軟件仿真的需求。

2)仿真調(diào)試用的pc機(jī)與待仿真調(diào)試硬件間通過線纜連接，受線纜長度限制，兩者相距不易太遠(yuǎn)。

3)仿真調(diào)試人員需要與待仿真調(diào)試的硬件設(shè)備處于同一空間，無法實(shí)現(xiàn)通過云端遠(yuǎn)程方式進(jìn)行軟件仿真。

4)不同仿真調(diào)試人員運(yùn)用同一待仿真調(diào)試硬件設(shè)備進(jìn)行軟件仿真調(diào)試時(shí)，應(yīng)將仿真器連接到自己的pc機(jī)上，需插拔仿真器，切換麻煩，效率低，且易造成接口損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真調(diào)試系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真調(diào)試系統(tǒng)，包括：

仿真調(diào)試端，所述仿真調(diào)試端包括多個(gè)仿真調(diào)試客戶端；

待仿真調(diào)試系統(tǒng)，包括多個(gè)待仿真調(diào)試目標(biāo)板；

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)，用于接收仿真調(diào)試端發(fā)送的仿真調(diào)試命令，根據(jù)仿真調(diào)試命令匹配待仿真調(diào)試的目標(biāo)板，并負(fù)責(zé)仿真調(diào)試端與待仿真調(diào)試系統(tǒng)間信息交互。

每個(gè)待仿真調(diào)試目標(biāo)板上均連接有從單元，仿真調(diào)試控制系統(tǒng)包括與從單元通信的多個(gè)主單元，通過主單元和從單元之間的無線通信，完成仿真調(diào)試端與待仿真調(diào)試目標(biāo)板間信息交互。

所述仿真調(diào)試控制系統(tǒng)包括與多個(gè)仿真調(diào)試端通過云端連接的控制服務(wù)器，及多個(gè)無線仿真器主單元集合，各仿真器主單元通過usb連線與控制服務(wù)器連接。

所述進(jìn)行通信的主單元和從單元間具有相同的工作頻段；

待仿真調(diào)試系統(tǒng)根據(jù)仿真調(diào)試端發(fā)送的仿真調(diào)試命令，自動(dòng)選擇主單元和工作頻段，并調(diào)節(jié)待匹配從單元的工作頻段，實(shí)現(xiàn)主、從單元工作頻段的自動(dòng)匹配。

所述主單元包括：

一個(gè)控制器ⅰ；

一個(gè)usb接口單元，連接在控制器ⅰ上，用于和服務(wù)器相連；

一個(gè)無線收發(fā)單元ⅰ，連接控制器ⅰ上，用于和從單元進(jìn)行無線通信；

所述從單元包括：

一個(gè)控制器ⅱ；

一個(gè)jtag/swd調(diào)試接口，連接在控制器ⅱ上，用于和目標(biāo)板相連；

一個(gè)無線收發(fā)單元ⅱ，連接控制器ⅱ上，用于和無線收發(fā)單元ⅰ通信連接。

所述主單元還包括：

一個(gè)uart調(diào)試接口ⅰ，連接在控制器ⅰ上；

所述從單元還包括：

一個(gè)uart調(diào)試接口ⅱ，連接在控制器ⅱ上。

一種支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真調(diào)試方法，包括：

至少一個(gè)仿真調(diào)試客戶端通過云端網(wǎng)絡(luò)發(fā)送仿真調(diào)試命令的指令至仿真調(diào)試控制系統(tǒng)，仿真調(diào)試命令中包含待仿真調(diào)試的目標(biāo)板；

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)接收到仿真調(diào)試命令后，通過無線網(wǎng)絡(luò)與待仿真調(diào)試目標(biāo)板進(jìn)行信息交互。

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)的控制服務(wù)器接收仿真調(diào)試客戶端發(fā)送的仿真調(diào)試命令后，首先檢測與控制服務(wù)器連接的各主單元的工作狀態(tài)及工作頻段，將目前未啟用的主單元及工作頻段分配給該仿真調(diào)試客戶端，并根據(jù)仿真調(diào)試命令中的仿真調(diào)試目標(biāo)板找到待仿真調(diào)試系統(tǒng)中對應(yīng)的從單元id；

根據(jù)從單元id，建立分配給仿真調(diào)試客戶端的主單元和該從單元之間的通信連接，將仿真調(diào)試命令從主單元發(fā)送給從單元后，與從單元連接的目標(biāo)板接受指令進(jìn)行軟件仿真調(diào)試。

述主單元和從單元之間的通信連接建立如下：

控制服務(wù)器控制已分配的主單元通過系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段向外廣播主單元、從單元匹配請求信息包，該匹配請求信息包中包含從單元id及待分配給主、從單元的工作頻段

與匹配請求信息包中信息匹配的從單元接收到匹配請求包后，通過系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段回應(yīng)發(fā)送信息包的主單元，該主單元和從單元自動(dòng)按匹配請求信息包中的工作頻段進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后并自動(dòng)建立連接；然后通過仿真調(diào)試端驅(qū)使無線仿真器的主單元和從單元通信進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真調(diào)試。

當(dāng)多個(gè)仿真調(diào)試客戶端同一時(shí)刻對不同的仿真調(diào)試目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試時(shí)，所述主單元和從單元之間的通信連接的建立如下：

控制服務(wù)器為每個(gè)仿真調(diào)試客戶端分配不同的主單元和工作頻段，并控制已分配的所有主單元均通過系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段向外廣播主單元、從單元匹配請求信息包，匹配請求信息包中包含從單元id及待分配給該主單元、從單元的工作頻段；

與匹配請求信息包中從單元id匹配的從單元接收到匹配請求包后，回應(yīng)發(fā)送信息包的對應(yīng)主單元，并分別進(jìn)行工作頻段的設(shè)定；各仿真調(diào)試端各自驅(qū)使已分配的無線仿真器主單元、從單元進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真調(diào)試。

本發(fā)明的有益效果：

（1）無線仿真器主、從單元通過無線進(jìn)行通信，主單元連接pc端，從單元直插在目標(biāo)板的調(diào)試口，延長了仿真調(diào)試客戶端與目標(biāo)板cpu之間的距離。

（2）能根據(jù)需求自動(dòng)地對無線仿真器主、從單元進(jìn)行配對，增加了仿真調(diào)試的靈活性。

（3）支持云端遠(yuǎn)程仿真調(diào)試，擴(kuò)大了嵌入式軟件仿真調(diào)試的空間范圍，方便嵌入式軟件的開發(fā)。

（4）能實(shí)現(xiàn)多仿真調(diào)試客戶端同時(shí)在線對同一硬件系統(tǒng)不同cpu的嵌入式軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

圖2為主單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為從單元結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真的仿真調(diào)試系統(tǒng)。它至少包括仿真調(diào)試端、仿真調(diào)試控制系統(tǒng)、待仿真調(diào)試系統(tǒng)三部分。

仿真調(diào)試端包括多個(gè)仿真調(diào)試客戶端，仿真調(diào)試客戶端用于發(fā)送仿真調(diào)試命令、操作軟件仿真、跟蹤查看軟件仿真調(diào)試過程；仿真調(diào)試客戶端可選擇使用各種pc機(jī)。

待仿真調(diào)試系統(tǒng)，包括若干個(gè)待仿真調(diào)試目標(biāo)板，每個(gè)目標(biāo)板上均連接有一個(gè)無線仿真器從單元，該從單元用于接收仿真調(diào)試端發(fā)送的仿真調(diào)試命令，并在目標(biāo)板上運(yùn)行待仿真軟件，返回軟件仿真調(diào)試中間結(jié)果。目標(biāo)板為待仿真的嵌入式軟件運(yùn)行的硬件環(huán)境，無線仿真器從單元與和無線仿真器主單元進(jìn)行無線通信，交換軟件仿真指令；且每個(gè)無線仿真器從單元應(yīng)具備一個(gè)唯一的id。

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)，包括無線仿真器主單元集合和控制服務(wù)器，用于接收仿真調(diào)試端發(fā)送的仿真調(diào)試命令指令，根據(jù)仿真調(diào)試命令匹配待仿真調(diào)試的目標(biāo)板，并負(fù)責(zé)仿真調(diào)試端與待仿真調(diào)試系統(tǒng)間信息交互。

無線仿真器主單元和無線仿真器從單元通過配置工作頻率后能夠進(jìn)行一對一的通信，無線仿真器主單元和無線仿真器從單元通過無線通信，實(shí)現(xiàn)仿真調(diào)試端與待仿真調(diào)試系統(tǒng)間信息交互，達(dá)到將仿真調(diào)試端的仿真調(diào)試命令通過云端發(fā)送給對應(yīng)的仿真調(diào)試目標(biāo)板進(jìn)行仿真并監(jiān)控仿真過程的目的。

控制服務(wù)器通過云端網(wǎng)絡(luò)與仿真調(diào)試端連接，無線仿真器主單元集合通過usb連線與控制服務(wù)器連接?？刂品?wù)器上安裝有用于嵌入式軟件仿真調(diào)試用的集成開發(fā)環(huán)境（ide），如keil軟件，主要具備如下功能：

1）能根據(jù)仿真調(diào)試客戶端的操作運(yùn)行集成開發(fā)環(huán)境軟件。

2）具備對無線仿真器主單元集合的管理，及主單元與從單元匹配管理等。

即在上述的系統(tǒng)中，每個(gè)無線仿真器由一個(gè)主單元和一個(gè)從單元組成，主單元通過usb與控制服務(wù)器機(jī)相連，從單元直接插在目標(biāo)板上，主單元與從單元間通過無線方式進(jìn)行通信。為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)仿真調(diào)試端在不同時(shí)刻仿真調(diào)試某一個(gè)目標(biāo)板，或多個(gè)仿真調(diào)試客戶端能同時(shí)仿真調(diào)試不同的目標(biāo)板，而相互間不會造成其他影響，無線仿真器的主、從單元通過接收控制服務(wù)器的控制指令設(shè)置為不同的工作頻段（初始狀態(tài)為系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的默認(rèn)頻段），工作頻段相同的主、從單元進(jìn)行信息交互；控制服務(wù)器負(fù)責(zé)無線仿真器主、從單元工作頻段的分配及管理。

如圖2所示，無線仿真器主單元包括：

一個(gè)控制器ⅰ；

一個(gè)usb接口單元，包括連接在控制器ⅰ上的usb外設(shè)，和與usb外設(shè)連接的usb插座，usb插座與服務(wù)器相連；

一個(gè)無線收發(fā)單元ⅰ，采用2.4ghzradio連接在控制器ⅰ上，用于和從單元的對應(yīng)無線收發(fā)單元ⅱ進(jìn)行無線通信；

一個(gè)uart調(diào)試接口ⅰ，連接在控制器ⅰ上；

一led指示燈，指示主單元工作狀態(tài)。

如圖3所示，無線仿真器從單元包括：

一個(gè)控制器ⅱ；

一個(gè)jtag/swd調(diào)試接口，連接在控制器ⅱ上，用于和目標(biāo)板相連；

一個(gè)無線收發(fā)單元ⅱ，連接控制器ⅱ上，用于和無線收發(fā)單元ⅰ通信連接。

一個(gè)uart調(diào)試接口ⅱ，連接在控制器ⅱ上；

一led指示燈，指示從單元工作狀態(tài)。

控制器ⅰ和控制器ⅱ可使用nodic公司的無線socnrf52840芯片，該芯片采用cortexm4內(nèi)核，具有usb2.0全速接口、48個(gè)gpio、以及其它常用外設(shè)。

主從單元建立邏輯連接后，采用cmsis-dap協(xié)議，主從單元協(xié)同完成仿真器的功能。對于兼容cmsis-dap協(xié)議的集成開發(fā)環(huán)境（ide），如keil，不需要對軟件進(jìn)行修改，僅需要在ide設(shè)置中將仿真器類型設(shè)置為cmsis-dap、接口類型設(shè)置為jtag或swd，以及對時(shí)鐘速率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置即可以直接使用無線仿真器，且此類信息的設(shè)置方法與既有仿真器設(shè)置方法完全相同。

完成上述連接后，主單元通過usb連接在控制服務(wù)器上，并通過無線radio與從單元進(jìn)行通信，負(fù)責(zé)仿真調(diào)試客戶端與從單元的信息交互；從單元通過jtag./swd調(diào)試接口直插在目標(biāo)板上，通過無線radio與主單元進(jìn)行通信，負(fù)責(zé)目標(biāo)板與主單元的信息交互；仿真調(diào)試客戶端內(nèi)的仿真軟件兼容既有的有線仿真器軟件。主單元與從單元間通過無線進(jìn)行通信，協(xié)同完成仿真調(diào)試端與目標(biāo)板cpu間的信息交互。

當(dāng)多個(gè)仿真調(diào)試端同一時(shí)刻對不同的仿真調(diào)試目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試時(shí)，對主、從單元之間的頻段和地址進(jìn)行配置，完成配對，方便進(jìn)行調(diào)試。

該配置方式采用指令配置：主從單元空閑時(shí)工作在2.4ghz頻段中的一個(gè)預(yù)先設(shè)置默認(rèn)頻段（此芯片在2.4g頻段劃分了101個(gè)頻段）；主單元可通過usb接收包括工作頻段、id的配置信息并進(jìn)行設(shè)置；從單元在默認(rèn)頻段上通過2.4ghzradio（由主單元解析usb配置信息后發(fā)送）接收此類信息并進(jìn)行設(shè)置。

本發(fā)明還提供一種支持支持云端多用戶遠(yuǎn)程無線仿真調(diào)試方法，包括：

至少一個(gè)仿真調(diào)試端通過云端網(wǎng)絡(luò)發(fā)送仿真調(diào)試命令的指令至仿真調(diào)試控制系統(tǒng)，仿真調(diào)試命令中包含待仿真調(diào)試的目標(biāo)板。

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)接收到仿真調(diào)試命令后，通過無線網(wǎng)絡(luò)將與待仿真調(diào)試目標(biāo)板進(jìn)行信息交互。

仿真調(diào)試控制系統(tǒng)的控制服務(wù)器接收仿真調(diào)試客戶端發(fā)送的仿真調(diào)試命令后，首先檢測控制服務(wù)器上連接的主單元的工作狀態(tài)和工作頻段，將目前未啟用的主單元和工作頻段分配給該仿真調(diào)試客戶端，并根據(jù)仿真調(diào)試命令中的仿真調(diào)試目標(biāo)板找到待仿真調(diào)試系統(tǒng)中對應(yīng)的從單元id。

控制服務(wù)器控制主單元通過系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段向外廣播主單元、從單元匹配請求信息包，該匹配請求信息包中包含從單元id及待分配給主單元和從單元的工作頻段。

與匹配請求信息包的從單元id匹配的從單元接收到匹配請求包后，并按系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段回應(yīng)發(fā)送該信息包的主單元，該主單元和從單元自動(dòng)按約定的工作頻段進(jìn)行設(shè)置，并自動(dòng)建立連接。

仿真調(diào)試客戶端通過云端方式運(yùn)行控制服務(wù)器上的集成開發(fā)環(huán)境軟件，并驅(qū)使無線仿真器主、從單元進(jìn)行嵌入式軟件的遠(yuǎn)程仿真調(diào)試。

當(dāng)多仿真調(diào)試客戶端需要同時(shí)對待仿真調(diào)試系統(tǒng)中不同目標(biāo)板的嵌入式軟件進(jìn)行仿真調(diào)試時(shí)，控制服務(wù)器為每個(gè)仿真調(diào)試客戶端分配不同的主單元和工作頻段，并控制已分配的所有主單元通過系統(tǒng)預(yù)先約定的工作頻段向外廣播主單元、從單元匹配請求信息包，匹配請求信息包中包含從單元id及待分配的主、從單元工作頻段；與匹配請求信息包中從單元id匹配的從單元接收到匹配請求包后，回應(yīng)發(fā)送該信息包的主單元并進(jìn)行工作頻段的設(shè)定。然后，各仿真調(diào)試端各自驅(qū)使已分配的無線仿真器主單元、從單元通信進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真調(diào)試。當(dāng)多個(gè)仿真調(diào)試客戶端在不同時(shí)刻仿真同一目標(biāo)板時(shí)，可以設(shè)置相同的工作頻段和主單元。

本發(fā)明各仿真調(diào)試客戶端可以同時(shí)通過云端方式運(yùn)行控制服務(wù)器上的集成開發(fā)環(huán)境，并驅(qū)使對應(yīng)的無線仿真器實(shí)施各自的軟件仿真調(diào)試，相互間不會存在影響。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。