有人認(rèn)為要是您在凌晨三點(diǎn)最終發(fā)現(xiàn)了困擾您多日可又一直找不到的程序錯(cuò)誤，那真是再?zèng)]有比這更高興的編程經(jīng)歷了。請(qǐng)注意，我們的開(kāi)心源于找到了漏洞，而不是解決問(wèn)題。這是因?yàn)槟坏┱嬲私饬藶槭裁磿?huì)存在程序錯(cuò)誤，那么糾正錯(cuò)誤就是一件小事了。如果您過(guò)去用了錯(cuò)誤的方法，那么現(xiàn)在就要用正確方法；如果您的輸入有誤，現(xiàn)在就可以進(jìn)行整理；如果您假定系統(tǒng)有錯(cuò)誤，那么就改正它，并認(rèn)真在整個(gè)代碼中進(jìn)行相應(yīng)修改。

    當(dāng)然，當(dāng)英雄的時(shí)候很風(fēng)光，不過(guò)找程序錯(cuò)誤并不是程序員真正的滿(mǎn)意源。請(qǐng)?jiān)O(shè)想您要在花園中挖一道溝，并在其中鋪設(shè)噴水裝置管線。如果您遇到一塊石頭擋住去路，那么我們可在石頭四周挖土，讓石頭松動(dòng)移位，這就解決了問(wèn)題。如果石頭太大，那么重新設(shè)計(jì)布局也很有意思，這樣您就可以完全避開(kāi)石頭。不過(guò)移開(kāi)石頭的快樂(lè)并不是挖溝的目的所在。在認(rèn)真想想，您的目的其實(shí)也不是安裝噴水裝置。您的目標(biāo)是為您自己或?yàn)榱俗屇呐渑几吲d而建設(shè)美麗的花園。

    編程的情況與之類(lèi)似。實(shí)時(shí)系統(tǒng)故障排除的過(guò)程可能遇到很困難的程序錯(cuò)誤。經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員知道不會(huì)有太多工具幫忙找到并了解程序錯(cuò)誤。不幸的是，隨著系統(tǒng)變得越發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)的故障排除工具不再像其過(guò)去那樣有效。我們不妨設(shè)想開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)視頻處理設(shè)備（如攝像機(jī)）的情況。即便您采購(gòu)到速度足夠快的邏輯分析器，具備足夠的通道來(lái)觀察媒體處理器，但由于大部分重要工作都發(fā)生在專(zhuān)用引擎和內(nèi)部高速緩存及存儲(chǔ)器中，您還是難以對(duì)其進(jìn)行跟蹤。您對(duì)處理器的可視程度是有限的。即便您為處理器找到了電路內(nèi)仿真器 (ice)，但要想在攝像機(jī)等小型便攜式設(shè)備中安放探針插件仍是不可能的。

    上述所有原因解釋了許多處理器廠商已經(jīng)開(kāi)始在芯片上直接集成調(diào)試功能的原因。您可利用原型規(guī)劃出您的設(shè)計(jì)，這樣您就可以訪問(wèn)設(shè)備的各種組件；但是，仍會(huì)有一系列實(shí)時(shí)問(wèn)題存在--也就是那些您的客戶(hù)會(huì)遇到而您在實(shí)驗(yàn)室中又難以再現(xiàn)的問(wèn)題，您只能在生產(chǎn)設(shè)備中才能進(jìn)行觀察。

    在jtag 基礎(chǔ)上工作

    集成調(diào)試外設(shè)已經(jīng)推出一段時(shí)間了。舉例來(lái)說(shuō)，jtag 仿真為觀察處理器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了偽實(shí)時(shí)可視性，這就使開(kāi)發(fā)人員能夠讀寫(xiě)存儲(chǔ)器或寄存器，抑或控制/監(jiān)控處理器的執(zhí)行。但是，jtag 的主要問(wèn)題在于，它是用正在被測(cè)試的處理器進(jìn)行上述操作的。即便像察看寄存器集或單個(gè)存儲(chǔ)器地址這樣的簡(jiǎn)單操作也會(huì)影響認(rèn)真優(yōu)化過(guò)的管道流程，感染緩存，破壞脆弱的實(shí)時(shí)定時(shí)，屏蔽甚至模擬錯(cuò)誤，這就會(huì)大幅改變處理器的執(zhí)行。

    新系列處理器提供了更先進(jìn)的調(diào)試外設(shè)，可為處理器內(nèi)部進(jìn)行的核心操作提供更高的可視性，從而增強(qiáng)了 jtag 功能。外設(shè)不再需要接受測(cè)試的內(nèi)核來(lái)執(zhí)行額外的工作，而是自己與內(nèi)核并行執(zhí)行，通�？梢栽L問(wèn)全部系統(tǒng)寄存器、存儲(chǔ)器，甚至可以控制處理器自身的執(zhí)行。這樣，我們就在不打擾操作的情況下獲得了深入內(nèi)核的可視性，乃至能夠監(jiān)控代碼高度優(yōu)化過(guò)的部分。

    毫無(wú)疑問(wèn)，軟件開(kāi)發(fā)人員最可怕的噩夢(mèng)就是不斷出現(xiàn)程序錯(cuò)誤。不管出于何種原因，只要客戶(hù)使用就出問(wèn)題，但在實(shí)驗(yàn)室中卻無(wú)法重復(fù)問(wèn)題。開(kāi)發(fā)人員常常甚至不能進(jìn)行事后的調(diào)查分析重建崩潰情況，因?yàn)榇鎯?chǔ)器內(nèi)容已經(jīng)刪除，數(shù)據(jù)也被破壞。開(kāi)發(fā)人員切實(shí)需要的是類(lèi)似飛機(jī)上安裝的"黑盒子"，它能夠在崩潰后幸存下來(lái)，記錄下所有所需數(shù)據(jù)，并將時(shí)鐘撥回原來(lái)位置。隨著調(diào)試外設(shè)的最新發(fā)展，這種黑盒子現(xiàn)在已經(jīng)成為可能。

    一些實(shí)現(xiàn)黑盒子常見(jiàn)的調(diào)試外設(shè)可做到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換、復(fù)雜觸發(fā)、多處理器支持、時(shí)間關(guān)鍵性中斷屏蔽、自動(dòng)跟蹤等，并具備能夠準(zhǔn)確而細(xì)致地重建設(shè)備任何時(shí)間點(diǎn)狀態(tài)的工具。

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換

    一個(gè)簡(jiǎn)單而非常實(shí)用的工具就是能夠讀取或?qū)懭氪鎯?chǔ)器，同時(shí)又不會(huì)導(dǎo)致被測(cè)試的處理器停止或中斷其操作。在您放置斷點(diǎn)時(shí)，是用斷點(diǎn)操作碼替代一個(gè)代碼字節(jié)。斷點(diǎn)很復(fù)雜時(shí)，不具干擾性的存儲(chǔ)器存取非常有用；如果您希望在中斷前執(zhí)行x次代碼，或者特定的變量為具體值或在某一范圍內(nèi)（監(jiān)視點(diǎn)）時(shí)，那么這就非常有用了。如果處理器必須停下操作才能進(jìn)行每次比較，那么不僅執(zhí)行每次比較要占用循環(huán)，而且比較本身也會(huì)影響指令和存儲(chǔ)器緩存。如果斷點(diǎn)在一個(gè)時(shí)間關(guān)鍵性的優(yōu)化環(huán)路中，那么其造成的緩存效率低下就會(huì)導(dǎo)致代碼無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)期限的要求，而這也正是它與有效代碼的差距所在。如果監(jiān)視點(diǎn)和其他系統(tǒng)組件爭(zhēng)用存儲(chǔ)器總線的話(huà)，那么就會(huì)造成更大干擾。

    無(wú)干擾性存儲(chǔ)器存取可實(shí)現(xiàn)更高效的斷點(diǎn)。不用斷點(diǎn)操作碼，而是由調(diào)試外設(shè)來(lái)監(jiān)控程序