Nios® II デバッグ手法シリーズ
このシリーズでは Nios® II プロセッサーのデバッグに役に立つ便利機能について紹介します。
Software Breakpoint と Hardware Breakpoint
Nios® II Software Build Tools (Nios SBT) for Eclipse を使ってデバッグを行う場合、ブレークポイントを設定する方法として２つの方法がありますが、必要に応じて使い分ける必要があります。この記事では、それらの使い分けの勘所について紹介します。
Software Breakpoint
通常、ブレークポイントを設定するとこちらが使われます。
他のプロセッサーと同様に、プログラムの実行コードの中に break 命令を埋め込んでプログラムカウンター (PC) を停止させます。
[ Nios® II Instruction Set ]
break 命令は R-Type の命令群に属し、この命令を実行するとデバッガーは PC を停止し Break ハンドラーに処理を遷移させます。
[ Break Instruction Instruction Set Reference ]
break から Run させる場合や、シングルステップで実行させる場合には、元の命令をプログラムコードに書き戻し実行させ、命令の実行が終わった後、再び break 命令に書き戻されます。
シングルステップでの動作も同様で、次の命令を break 命令に置き換え、元の命令を書き戻した後にRun、を繰り返します。
そのため、ブレークポイントの数に制限はありませんが、デバッガーがプラグラムコードを書き換えられる必要がありますので、実行セクション (.text) が外部 Flash メモリーや インテル® MAX® 10 FPGA の UFM (Utilizing the User Flash Memory) に割り当てられている場合、正しく動作しないため注意が必要です。
Hardware Breakpoint
ブレークポイントのプロパティーを変更する事で設定できます。
このブレークポイントは、デバッガーのハードウェア機構で実装されますので、Software Breakpoint のように実行メモリの書き換えは行われませんが、デバッガーの設定が必要となります。
[ Nios® II Processor Parameters ]
プラットフォーム・デザイナーの Nios® II Parameter を開いて、JTAG Debug タブの Hardware Breakpoints: の値を 0 以外の値にする必要があります。
注意事項
- Hardware Breakpoint を有効にしている場合、その設定値以上のブレークポイントを設定するとデバッガーの動作が不安定になりますのでご注意ください。
- 実行セクション (.text) が外部 Flash メモリーや MAX®10 の UFM (Utilizing the User Flash Memory) に割り当てられている製品において、完成後にソフトウェアのデバッグが必要になった場合、Software Breakpoint は使用できなくなりますので、あらかじめ Hardware Breakpoint が使えるように設定しておく必要があります。なお、上記実装ではデバッガーからのプログラムの書込みはできませんので、Debug Configuration の Download ELF to selected target system のチェックは外してデバッグしてください。
実行セクション（.text）が Flash メモリーに割り当てられている際の、Debug 手法は、下記コンテンツを参照ください。
Nios® II SBT for Eclipse における Run/Debug Configuration 設定の使い方
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