在某些情況下，測(cè)試代碼可能要么對(duì)系統(tǒng)影響太大，要么不夠準(zhǔn)確，或者不能簡(jiǎn)單地獲得理解流過(guò)復(fù)雜的SoC的數(shù)據(jù)流的動(dòng)態(tài)特性所需要的信息。越來(lái)越多的SoC架構(gòu)包含用于輔助監(jiān)測(cè)器件的硬件運(yùn)行的功能，以滿足這些需求：

　　1. 事件計(jì)數(shù)器

　　用軟件監(jiān)測(cè)一個(gè)事件時(shí)，很多細(xì)微的細(xì)節(jié)不容易被發(fā)現(xiàn)。例如，記錄某個(gè)特定的CPU內(nèi)核在等待訪問(wèn)共享資源(如外部存儲(chǔ)器)時(shí)停止的次數(shù)，采用軟件就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。包含一些設(shè)置很好的計(jì)數(shù)器的硬件設(shè)計(jì)，可以以很低的額外成本實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的深入了解。數(shù)據(jù)可以通過(guò)調(diào)試器的JTAG接口讀出，或被周期性地讀出，例如，由軟件中的背景任務(wù)讀出并寫(xiě)入到緩沖器中，以便在稍后的時(shí)間進(jìn)行查詢。

　　2. 高水印計(jì)數(shù)器

　　通常，開(kāi)發(fā)者需要理解器件會(huì)運(yùn)行的極限惡劣狀況，例如，服務(wù)中斷的最大時(shí)間或輸入數(shù)據(jù)中的最小和最大抖動(dòng)。高水印計(jì)數(shù)器提供硬件，這些硬件能被配置用于監(jiān)測(cè)特定總線事件，并鎖存最大的(高水印)或者最小的(低水印)的時(shí)間參數(shù)。在不需要太大的開(kāi)銷(xiāo)情況下，他們能提供非常寶貴的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，否則需要用目標(biāo)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或采集數(shù)據(jù)并發(fā)送到片外以作后續(xù)處理。

　　3. 跟蹤

　　一種成本很高但非常有用的硬件輔助監(jiān)測(cè)方法是跟蹤。在這種方法中，總線事務(wù)被記錄在專用的片上存儲(chǔ)器中，這樣一來(lái)，可以捕獲導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)事件的最后的N個(gè)總線事務(wù)。

　　上載捕獲的數(shù)據(jù)

　　一般來(lái)說(shuō)，你會(huì)上載數(shù)據(jù)到一個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中(如電腦)，或者上載到一個(gè)監(jiān)控模塊作進(jìn)一步分析。一旦確定需要采集什么樣的調(diào)試信息，以及如何采集以盡量減少干擾，那么必須決定如何從芯片向外發(fā)送數(shù)據(jù)-理想的情況是在應(yīng)用程序還在運(yùn)行時(shí)能夠發(fā)送。

　　應(yīng)該做的是緩沖器深度和上載頻率之間的折衷。你調(diào)試數(shù)據(jù)緩沖器越小，上載數(shù)據(jù)的頻率越高。頻繁上載將對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生持續(xù)的影響。如果有一個(gè)大的存儲(chǔ)器池用于緩存調(diào)試數(shù)據(jù)，那么采集數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響就會(huì)較小。然而，更大緩沖器則需要更多的目標(biāo)存儲(chǔ)器，在器件運(yùn)行期間上載數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響將更顯著。

　　在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)像串行總線、TCP/IP連接或者USB端口等系統(tǒng)端口上載數(shù)據(jù)可能非常有用。增加的數(shù)據(jù)吞吐量不僅消耗這些端口的帶寬，但也占用處理器周期，來(lái)處理協(xié)議并完成數(shù)據(jù)傳輸。

　　當(dāng)采集比芯片上能實(shí)時(shí)提供的還多的數(shù)據(jù)時(shí)，將不可避免地在獲取的數(shù)據(jù)中引入空隙。在這些情況中，有必要周期性地插入足夠的關(guān)聯(lián)信息，以確保數(shù)據(jù)在最終從片上捕獲后能被成功解碼。對(duì)數(shù)據(jù)打包或者引入周期性的“同步點(diǎn)”是在數(shù)據(jù)流中提供這種額外信息的兩種方法?？梢宰鳛閿?shù)據(jù)上載過(guò)程的一部分來(lái)完成這個(gè)工作，這樣冗余的信息就不必存儲(chǔ)在片上。

　　如果在一個(gè)SoC中多個(gè)CPU內(nèi)核共同工作，常常需要并行地對(duì)每個(gè)內(nèi)核上載獲取的信息，以便體現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的完整情況。如果多個(gè)上載路徑不可用，要么在上載之前將來(lái)自多個(gè)內(nèi)核的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)放到一個(gè)緩沖器中，要么將它們按照某種方式復(fù)用起來(lái)以共享上載路徑。同樣的，在決定處理這些問(wèn)題的最佳方法時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和數(shù)據(jù)的相對(duì)重要性。如果有很多相對(duì)不重要的數(shù)據(jù)來(lái)自其中的一個(gè)內(nèi)核，而另外一個(gè)內(nèi)核偶爾會(huì)發(fā)送一些重要信息，你需要采用一種方法確保重要的信息能優(yōu)先于非重要的信息。

　　可視化及分析

　　將從SoC器件中產(chǎn)生的原始信息轉(zhuǎn)換成一種易于理解的格式對(duì)SoC本身提出了許多挑戰(zhàn)。能采集到的數(shù)據(jù)種類(lèi)、用于采集這些數(shù)據(jù)需要的特定硬件機(jī)制以及各類(lèi)不同的應(yīng)用，用戶需要解決所有這些特殊的問(wèn)題，這就使得創(chuàng)建一個(gè)通用的可視化工具非常具有挑戰(zhàn)性。模塊和定制化工具能進(jìn)行定制，使其能用于特定的硬件、軟件和要解決的問(wèn)題領(lǐng)域，這通常是克服這些挑戰(zhàn)所需的靈活性的最佳方法。使用一種模塊化的框架使其很容易將來(lái)自不同的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，針對(duì)特定類(lèi)型的信息分析關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，并以一種易于理解的形式顯示這些從數(shù)據(jù)中得到的信息。這里描述了這種框架應(yīng)該提供的一些功能類(lèi)型實(shí)例：

　　1. 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)點(diǎn)

　　在解決一個(gè)多處理器SoC中的瓶頸、競(jìng)爭(zhēng)或負(fù)載均衡這類(lèi)系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題時(shí)，可能需要從多個(gè)處理器和加速器采集數(shù)據(jù)。在這種情況下，重構(gòu)系統(tǒng)行為需要將多個(gè)記錄關(guān)聯(lián)到一個(gè)時(shí)間線。在某些系統(tǒng)上，系統(tǒng)時(shí)鐘的實(shí)用性較高，從而可以使這個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)單化。而對(duì)于另外一些系統(tǒng)，可能需要通過(guò)利用像DMA這樣的系統(tǒng)資源，從其它內(nèi)核來(lái)訪問(wèn)的方式利用時(shí)鐘。如果公共時(shí)鐘不可行，可以使用其他機(jī)制來(lái)周期性地同步多個(gè)內(nèi)核的時(shí)間。其中的一個(gè)方法是使用中斷來(lái)將一個(gè)同步時(shí)間戳通過(guò)共享存儲(chǔ)器傳遞。理想情況時(shí)，可視化工具能適應(yīng)這些不同的記錄關(guān)聯(lián)方法。

　　2. 分析基礎(chǔ)架構(gòu)

　　一種模塊框架能夠?qū)⒊Ｒ?jiàn)的分析活動(dòng)制作成模塊，這些模塊能用來(lái)實(shí)現(xiàn)很多不同的分析和可視化工具，例如，一種普通的可定制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和表格，可以很容易用于創(chuàng)建一種消息記錄瀏覽器;一種能夠?qū)⒒谝皇录驎r(shí)間戳的多個(gè)數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)起來(lái)的分析模塊，可以被用作為一個(gè)構(gòu)建塊，來(lái)構(gòu)造送往其它分析模塊的數(shù)據(jù);一種用來(lái)分析過(guò)去一段時(shí)間的高水位標(biāo)志的模塊能為特定應(yīng)用的Dashboard、帶寬利用率監(jiān)測(cè)器等提供一些基本依據(jù)。

　　3. 可擴(kuò)展性

　　盡管可以用一些普通組件來(lái)評(píng)估所采集的大量數(shù)據(jù)，但最好是能夠構(gòu)造定制組件來(lái)擴(kuò)展工具的環(huán)境。

　　4. 可配置性

　　可視化工具對(duì)于從大的緩沖器上載中提取有意義的信息非常關(guān)鍵，開(kāi)發(fā)者需要能配置工具來(lái)強(qiáng)調(diào)特殊的差異性和數(shù)據(jù)峰值以發(fā)現(xiàn)一般的行為和異常的行為。為了從目標(biāo)對(duì)象上卸載數(shù)據(jù)處理，所用工具應(yīng)該提供允許將智能特性構(gòu)建到工具中的可編程基本功能，并減少需要采集的數(shù)據(jù)量。還應(yīng)該提供足夠的控制以確定在任何給定的時(shí)間，來(lái)規(guī)定應(yīng)該采集什么樣的數(shù)據(jù)。

　　看看現(xiàn)實(shí)

　　獲得對(duì)實(shí)時(shí)SoC系統(tǒng)內(nèi)部的可視性的挑戰(zhàn)當(dāng)然并不是微不足道的小事。采集到足夠的信息來(lái)產(chǎn)生不需要校正的有意義的結(jié)果，需要一種系統(tǒng)級(jí)的方法。通過(guò)使用軟件工具庫(kù)，利用硬件輔助監(jiān)測(cè)以及對(duì)數(shù)據(jù)如何從芯片上發(fā)送出來(lái)的管理，增加準(zhǔn)確性、寬度、深度和采集數(shù)據(jù)的粒度，使得開(kāi)發(fā)者能采集更多的可靠信息。新的靈活工具套件和軟件開(kāi)發(fā)策略將幫助開(kāi)發(fā)者來(lái)應(yīng)對(duì)測(cè)試和調(diào)試用于具有高精度和高置信度的實(shí)時(shí)應(yīng)用的復(fù)雜SoC架構(gòu)的挑戰(zhàn)