王海光，林平分

（北京工业大学电控学院，北京100124）

引 言

在嵌入式系统开发过程中，上位机通过调试器完成对目标机软件的开发、下载、调试。早期的调试器与上位机之间通过串口或并口通信，存在速度慢、通用性差等缺陷。相比之下，USB接口优势明显，具备速度快、易插拔、支持多个调试器同时工作等优势。但目前的USB接口调试器一般采用USB芯片和可编程器件结合的实现方式，成本和复杂度较高。

M8051是Mentor公司的嵌入式8051处理器，凭借良好的性能和功耗控制，占据了大量的SoC（System on a Chip）市场。该处理器集成了OCI（On－Chip Instrumentation，片上调试单元）来完成程序的调试。FS2公司设计的System Navigator是一款针对M8051的调试器，但该产品价格过于昂贵。本文通过研究M8051的调试结构，设计一款基于SOPC（System on a Programmable Chip）的M8051调试器，实现对M8051核心的高效、低成本的开发。

1 M8051片上调试技术的研究

1.1 典型的OCD调试系统

目前，嵌入式调试领域的趋势是在MCU上集成一个专门用于调试的功能模块，并且提供一个专用接口开放给用户。用户通过该调试控制模块来实现停止／继续CPU的运行，并访问目标机上的各种资源，这就是OCD（On－Chip Debug，片上调试）技术［1］。同时，JTAG作为应用最广泛的系统级测试技术，控制逻辑简单、实现方便，常作为片上调试模块的测试接口。

一个完整的OCD调试系统通常包括调试主机、调试协议转换器（或调试器）、目标机三个部分。调试主机运行调试软件，并通过调试器与目标机相连；调试器将主机发出的调试命令和数据转换为基于目标机OCD模块和JTAG接口的调试数据；……