Trasovací mikrokontrolér VECTOR VX1000 ARM TPIU

Specifikace

• Název produktu: VX1000 ARM TPIU Trace
• Verze: 1.0
• Datum: 2025-08-29
• Autor: Dominik Gunreben

Informace o produktu:

• VX1000 ARM TPIU Trace je nástroj používaný pro měření a kalibraci mikrokontrolérů. Poskytuje paralelní trace port s jedno- nebo vícepinovými datovými cestami a hodinovým pinem.
• Všechny signály jsou jednostranné.

Trasování TPIUview:

• Rozhraní TPIU Trace se skládá z paralelního portu pro trasování s různými piny, včetně Trace Clock a datových pinů 0-3. Trace Clock obvykle pracuje na frekvencích v rozmezí od 25 MHz do 125 MHz, přičemž datové piny využívají signalizaci DDR pro zvýšení datových rychlostí.

Protokoly trasování TPIU:

• Pro aktivaci funkce TPIU Trace je nutná konfigurace v softwaru řídicí jednotky ECU. To zahrnuje konfiguraci pinů, konfiguraci multiplexeru a konfiguraci hodin trasování. Podrobné pokyny k těmto konfiguracím naleznete v uživatelské příručce.

Návod k použití produktu

1. Nastavení trasování TPIU:
   • Chcete-li použít rozhraní trasování TPIU, postupujte takto:
   • Připojte piny TPIU Trace dle uvedeného přiřazení pinů.
   • Nakonfigurujte nastavení softwaru ECU pro rozhraní Trace Pins podle nastavení VXconfig.
2. Konfigurace pinů:
   • Nakonfigurujte piny dat trasování a hodin na základě specifikací cílového řadiče. Viz poskytnutý kód např.ampza pomoc.
3. Konfigurace multiplexoru:
   • Pokud má vaše vyhodnocovací deska nebo řídicí jednotka motoru multiplexory nebo DIP přepínače, ujistěte se, že jsou nakonfigurovány pro výběr TPIU-Trace. Viz kód exampsoubory pro různé hodnotící komise.
4. Konfigurace hodin trasování:
   • Nastavte frekvenci hodin Trace Clock výběrem vhodného zdroje hodin a nastavením děliče pro dosažení požadované frekvence. Podrobné pokyny naleznete v uživatelské příručce.

VX1000 ARM TPIU Trace

• ARM specifikuje paralelní cílové rozhraní pro své mikrokontroléry.
• V závislosti na frekvenci a počtu použitých sledovacích pinů lze s rozhraním TPIU Trace Interface dosáhnout značné šířky pásma měření.
• Někdy se trasování TPIU označuje také jako Trace-Pin-Interface nebo ETM-Trace-Interface.
• Rozhraní TPIU je jednosměrné rozhraní z cílového regulátoru k debuggeru/měřicímu hardwaru.
• Rozhraní TPIU nelze použít samostatně, ale jako další cílové rozhraní, jako je SWD nebo J.TAG je vyžadován pro přístup k zápisu do cíle.

Trasování TPIUview

• Rozhraní TPIU Trace poskytuje paralelní trasovací port s jedno- nebo vícepinovou datovou cestou a hodinovým pinem.
• Všechny signály jsou single-endované.

TraceCLK:

• Trace Clock. Typické frekvence jsou 25 MHz až 125 MHz.
• TraceDx používá DDR signalizaci, která přenáší data na obou hranách hodin, čímž zdvojnásobuje efektivní přenosovou rychlost. Pokud je tedy v tomto dokumentu použita frekvence hodin Trace Clock 25 MHz, je přenosová rychlost na každém datovém pinu 50 Mbit/s.

TraceD0–TraceD3:

• Datové piny 0..3. Pokud se použijí jiné konektory cílového rozhraní, lze použít i více datových pinů Trace, pokud to cílový řadič podporuje (viz 5.4 Typický konektor používaný pro Trace TPIU).

Protokoly trasování TPIU

• Protokoly používané na rozhraní se mohou lišit v závislosti na cílovém řadiči a případech použití.
• Protokol TPIU se obvykle používá jako kontejnerový formát pro více datových streamů.
• Datové toky zabalené v protokolu TPIU mohou být protokoly ARM, jako například Embedded Trace Macrocell (ETM), Instrumentation Trace Macrocell (ITM) nebo System Trace Macrocell (STM).
• Hardware VX1000 dokáže dekódovat TPIU a zapouzdřené protokoly za chodu.
• VX1000 a aplikační ovladač VX1000 využívají ETM, IT, M a STM k efektivnímu získávání naměřených dat.

Konfigurace softwaru řídicí jednotky motoru (ECU)

• Pro aktivaci sledování TPIU je nutné provést určitou konfiguraci v softwaru řídicí jednotky motoru (ECU).

Náznak:

• Nastavení VXconfig pro rozhraní Trace Pins, na které se odkazuje v následujících částech, naleznete v souboru VXconfig VX1000 device->POD->Trace Pins.

Konfigurace pinů

• Cílový řadič obvykle nemá žádné vyhrazené piny pro trasování, ale funkce trasování je multiplexována s dalšími periferními funkcemi na stejném pinu.
• Aby se snížilo riziko, že trasu nelze použít, protože některé požadované piny jsou blokovány jinými funkcemi, je stejná funkce trasovacího pinu často redundantně směrována na různé skupiny pinů.
• Pro povolení trasování musí být cílový řadič nakonfigurován tak, aby poskytoval piny s funkcí trasování, a cílová deska plošných spojů musí být odpovídajícím způsobem navržena.
• Kód exampSoubory pro konfiguraci pinů pro různé cílové řadiče naleznete v „4. Příklad kóduampsoubory pro konfiguraci TPIU“.
• Mezi tyto piny trasování patří piny trasovacích dat (Trace_Data) a pin hodin (Trace_Clk). Podporovaný počet pinů trasovacích dat pro různý hardware VX1000 naleznete v 5.8 Možná nastavení TPIU.
• Konfigurace multiplexoru
• Pokud má vaše vyhodnocovací deska nebo řídicí jednotka (ECU) multiplexery nebo DIP přepínače mimo řídicí jednotku pro přepínání mezi různými periferními připojeními, je nutné je také nakonfigurovat pro výběr TPIU-Trace.
• Viz „4. Kód Exampsoubory pro konfiguraci TPIU“ napříkladampseznamy různých hodnotících komisí.
  Konfigurace hodin trasování
• Kromě konfigurace pinů Trace-Clock popsané v části „2.1 Konfigurace pinů“ musí být Trace_Clk nakonfigurován tak, aby pracoval na požadované frekvenci.
• Strom hodin obvykle obsahuje multiplexor pro výběr z různých zdrojů hodin a děliče kmitočtu pro snížení frekvence zdroje. Vyberte zdroj hodin a nastavte dělič pro dosažení požadované frekvence.
• Pro ověření konfigurace hodin TPIU systém VX1000 měří detekovaný signál Trace_Clk a zobrazuje výsledek v souboru VXconfig.
• Hodnoty se aktualizují při resetu VX1000 nebo resetu ECU. Není tedy třeba připojovat osciloskop pro dvojitou kontrolu frekvence TPIU.
• VX1000 nabízí tři způsoby konfigurace hodin TPIU, které jsou popsány v následujících částech.
• Registry konfigurované pro TPIU Clock MUX a Divider jsou vysvětleny v „4. Příklad kóduamp„soubory pro konfiguraci TPIU“ pro konkrétní řídicí jednotky.
• Hardware VX1000 může registry konfigurovat zvenčí pomocí JTAG/SWD (viz 2.3.1 a 2.3.2), nebo jsou registry konfigurovány aplikací (viz 2.3.3).
• Použít výchozí nastavení VX1000
• Při použití „výchozích nastavení VX1000“ konfiguruje hardware VX1000 multiplexer a dělič hodin v cíli metodou informovaného odhadu.
• Typicky se vybírají zdroje hodin, u kterých se očekává, že budou v cíli používány, například hodiny pro jádra nebo systémové hodiny.
• VX1000 používá dělič, což vede k maximální možné frekvenci Trace_Clk podporované regulátorem.
• Protože regulátor a zejména strom hodin lze konfigurovat různými způsoby, toto nastavení ne vždy povede k očekávaným výsledkům.
• K ověření výsledné frekvence použijte informace „Poslední detekovaná frekvence“ v souboru VXconfig. Pokud hodinový signál trasování neodpovídá očekávání, podívejte se na následující části.

Nastavení VXconfig

• Pokud jsou ve VXconfig uvedeny skutečné hodnoty, hardware VX1000 nastaví TPIU Clock MUX a TPIU Clock Divider bez nutnosti úpravy softwaru ECU.
• To umožňuje snadné zkoumání různých nastavení. Pomocí funkce „Poslední detekovaná frekvence“ ověřte, zda výsledná frekvence splňuje vaše očekávání.

Použít nastavení řídicí jednotky motoru (ECU)

• Zatímco v předchozích konfiguračních režimech hardware VX1000 aktivně konfiguruje hodiny TPIU v cíli, VX1000 lze také přepnout do pasivního režimu výběrem možnosti „Použít nastavení ECU“.
• V tomto případě musí software řídicí jednotky motoru (ECU) nakonfigurovat kompletní rozhraní Trace Pin, protože VX1000 nezmění konfiguraci hodin.
• Vezměte prosím na vědomí, že zdroje trasování, jako jsou STM500, ETM a ITM, jsou stále konfigurovány VX1000 a nesmí být přístupné aplikaci ECU.

Tip: Pro ověření nastavení spusťte cílový systém s odpojeným VX1000 a osciloskopem zkontrolujte, zda se pin Trace_Clk na cílovém konektoru mění očekávanou rychlostí.

Konfigurace ovladače aplikace VX1000

• Pro použití funkce trasování ARM TPIU musí být ovladač aplikace VX1000 součástí softwaru Target Controller. Tento software je dodáván jako zdrojový kód a lze jej snadno integrovat.
• Požadované možnosti konfigurace pro trasování TPIU jsou uvedeny zde. Nastavení specifická pro cílový řadič jsou uvedena v dokumentu „4 Code Examp„Soubory pro konfiguraci TPIU“ v částech „Konfigurace ovladače specifické pro cílovou aplikaci“.

Úvahy o výkonu

• Metody měření používané s rozhraním TPIU Trace jsou všechny založené na kopírování.
• To znamená, že data musí být CPU zkopírována z jejich původního umístění do cílového místa, kde jsou generovány a odesílány trasovací zprávy přes rozhraní TPIU.
• Zapojené trasovací protokoly také spotřebovávají určitou šířku pásma cílového rozhraní a je třeba je vzít v úvahu.
• Vezměte prosím na vědomí, že naše metody kopírování OLDA obvykle spotřebovávají běhovou dobu CPU

Šířka pásma cílového rozhraní

• Vzhledem k počtu různých nastavení poskytuje následující tabulka přehledview skutečná šířka pásma cílového rozhraní. Šířka pásma Exampméně STM500

Zastavování

• Všechny trasovací protokoly využívající rozhraní TPIU jsou VX1000 konfigurovány tak, aby bylo povoleno zablokování. To znamená, že se žádná data nemohou ztratit kvůli omezením šířky pásma cílového rozhraní.
• Pokud se data kopírují rychleji než šířka pásma rozhraní, CPU se zastaví/pozastaví, dokud na cílovém rozhraní není k dispozici místo.
• Trasovací cesty obvykle obsahují vyrovnávací paměti, které pomáhají vyhladit shluky kopií, a tím snižují pravděpodobnost zablokování. Podrobnosti naleznete v referenční příručce k cílovému řadiči.
• V důsledku toho by rozhraní TPIU mělo být používáno s maximální možnou frekvencí a co největším počtem sledovacích pinů, aby se minimalizovaly negativní účinky zablokování.

Kód Exampsoubory pro konfiguraci TPIU

• Pseudokód exampSoubory v této sekci by vám měly poskytnout rady, jak nakonfigurovat subsystém TPIU v rámci přípravy na měření a kalibraci DAQ.

Texas Instruments

• Pseudokód exampSoubory používají názvy ze sady TI-SDK, která je chráněna autorským právem společnosti Texas Instruments. Viz dokumentace k sadě TI-SDK.

AM263

• Specifikace AM263 TPIU
• Konfigurace pinů AM263 Trace-Pin

Další rady:

• Piny musí být nakonfigurovány s PIN_SLEW_RATE_HIGH.
• Konfigurace ovladače cílové aplikace AM263

Pseudokód

J6E

Specifikace J6E TPIU

Konfigurace trace-pinů J6E

Další rady:

• Pro vysoké taktovací frekvence nakonfigurujte výstupy s PORT_DRIVE_STRENGTH_15.

Konfigurace ovladače cílové aplikace J6E

VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR

• // #definice VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR
• U tohoto čipu VX1000 používá trasování ETM a může pracovat s libovolným 16bajtovým blokem zapisovatelného adresního prostoru (zarovnáno po 8 bajtech), který je používán výhradně ovladačem aplikace.
• Pokud nedefinujete VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR, tento blok se automaticky alokuje v rámci paměťového rozsahu gVX1000.
• Propustnost měření je možné zlepšit definováním VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR a poskytnutím vyrovnávací paměti v rychlejší paměti (TCM) nebo v mezipaměti.

TDA4M/J721E

• Specifikace TDA4 TPIU
• Konfigurace pinů TDA4 Trace-Pin

Další rady:

• Přístup z jader MCU k STM500 probíhá přes modul pro překlad adres R5-RAT. Nastavení ovladače aplikace VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR je adresa v adresním prostoru MCU a musí být přeložena na adresu 0x0009000110 v MAIN.
• adresní prostor (což je stimulační port sledovací jednotky STM-500). V exampJak je uvedeno níže, RAT je naprogramován tak, aby v obou doménách používal stejnou adresu.
• Konfigurace ovladače cílové aplikace TDA4
• VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR
• #definovat VX1000_MEMSYNC_TRIGGER_PTR (0x09000000 + 0x110)

Pseudokód

Adaptace hardwaru VX1000

• Hardwarové připojení je určeno počtem pinů, použitou frekvencí trasování a použitým hardwarem VX1000. V následující části jsou vysvětleny možné konektory cílového ovladače spolu s popisem, jak může vypadat nastavení s VX1000.
• Jsou popsány dostupné adaptéry VX1000 a vyhodnocovací hlavy Evalboard Evaluation Kit (EEK-Heads) a vysvětleny možné případy použití.

svtage úrovně

• Rozhraní TPIU nelze použít samostatně, ale jako další cílové rozhraní, jako je SWD nebo J.TAG je vyžadován pro přístup k zápisu do cíle.
• V některých situacích objemtagúrovně SWD/JTAG Rozhraní a piny TPIU se liší, protože se používají různé banky cílového řadiče a různé I/O banky mohou mít různý objem.tage úrovně.
• Nastavení, která zvládnou různé objemytagÚrovně e jsou explicitně zvýrazněny.

Ploché kabely

• Mnoho sestav je navrženo tak, aby bylo možné použít ploché kabely. To zajišťuje snadný, flexibilní a levný způsob připojení VX1000 POD k vyhodnocovací desce/řídicí jednotce (ECU). Maximální frekvence umožňující stabilní komunikaci je omezena na 100 MHz.
• I když ploché kabely lze snadno vyrobit v jakékoli požadované délce, měly by být vždy co nejkratší, aby se zabránilo rušení.
• Kabely Flex-Ribbon jsou většinou symetrické, což znamená, že oba konce mají stejný počet pinů/kabelů.
• Možné je také asymetrické použití, což znamená, že jedna strana má více připojených pinů než druhá strana. To umožňuje flexibilní přizpůsobení např. 44pinového konektoru 20pinovému.

Přizpůsobená flexibilní deska plošných spojů

• Pro projekty, u kterých ploché kabely nestačí, poskytuje Vector vývojovou službu pro návrh a výrobu flexibilních desek plošných spojů na míru, které splňují požadavky projektu.

Typický konektor používaný pro TPIU Trace

• Pro označení pinů se zvláštním významem se používají tyto barvy

ARM Coresight 20

• Odkaz na specifikaci ARM: https://developer.arm.com/documentation/100893/1-0/Target-interface-connectors/CoreSight-20-connector

ARM Mictor 38

Odkaz na specifikaci ARM: https://developer.arm.com/documentation/100893/1-0/Target-interface-connectors/Mictor-38-connector

Signály, které VX1000 nepoužívají:

• DBGRQ
• DBGACK
• EXTTRIG
• RTCK
• TRACECTL

ARM MIPI60

• Odkaz na specifikaci ARM: https://developer.arm.com/documentation/100893/1-0/Target-interface-connectors/MIPI-60-connector

Vektor „Coresight 44“

• Konektor Coresight 44 je vektorově definovaný konektor. Tento konektor se používá jako konektor cílového rozhraní na příslušných hlavicích EEK a PODech.

Vektorový adaptér

• Společnost Vector poskytuje adaptéry pro nejdůležitější cílové konektory, které zjednodušují použití rozhraní TPIU v kombinaci s VX1000.

VX1940.10: Adaptér Mipi 60

VX1940.11: Adaptér Mictor 38

Vektorové hlavy EEK
VX1902.09 Hlava EEK

• Hardwarová adaptace pro rozhraní TPIU/Trace se obvykle realizuje pomocí hlavice VX1902.09.
• Coresight 44
• Vektorový proprietární POD konektor

Vektorový flexibilní adaptér

• Spojení mezi PODem a hlavami EEK je realizováno pomocí flexibilního adaptéru VX1901.01.

Možná nastavení TPIU

• Nastavení pro VX1453

Poznámka

• POD VX1453 podporuje trasování TPIU od hardwarové verze 7.0 a výše.

Nastavení Coresightu 20

Asymetrický plochý kabel

MIPI 60 Nastavení ploché stuhy

Plochý kabel 44:44 pinů

Vlastní nastavení FlexPCB

Více informací

• Kontakty
• Úplný seznam se všemi umístěními a adresami Vector po celém světě naleznete na adrese http://vector.com/contact/.
• www.vector.com

FAQ

Dokumenty / zdroje

Trasovací mikrokontrolér VECTOR VX1000 ARM TPIU [pdfNávod k obsluze VX1000, VX1000 ARM TPIU Trace mikrokontrolér, ARM TPIU Trace mikrokontrolér, Trace mikrokontrolér, Mikrokontrolér

Reference

• Uživatelská příručka