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文檔簡(jiǎn)介
21/24嵌入式系統(tǒng)的錯(cuò)誤調(diào)試技術(shù)第一部分嵌入式系統(tǒng)常見(jiàn)錯(cuò)誤調(diào)試技術(shù)簡(jiǎn)介 2第二部分調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法 3第三部分實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的基本原理與應(yīng)用 7第四部分邏輯分析儀輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試 10第五部分基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試方法 13第六部分邊界掃描調(diào)試的基本原理及其應(yīng)用 16第七部分錯(cuò)誤注入測(cè)試輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試 19第八部分硬件仿真技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證中的應(yīng)用 21
第一部分嵌入式系統(tǒng)常見(jiàn)錯(cuò)誤調(diào)試技術(shù)簡(jiǎn)介關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【錯(cuò)誤分類(lèi)】:
1.語(yǔ)法錯(cuò)誤:代碼中存在拼寫(xiě)錯(cuò)誤、語(yǔ)法錯(cuò)誤或其他語(yǔ)法問(wèn)題,導(dǎo)致編譯器無(wú)法正確理解代碼并報(bào)錯(cuò);
2.運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤:代碼在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,這可能是由于代碼邏輯問(wèn)題、內(nèi)存問(wèn)題或其他運(yùn)行時(shí)問(wèn)題造成的;
3.邏輯錯(cuò)誤:代碼在邏輯上存在錯(cuò)誤,導(dǎo)致程序無(wú)法按照預(yù)期運(yùn)行,即使代碼在語(yǔ)法上和運(yùn)行時(shí)都沒(méi)有問(wèn)題;
【單步調(diào)試】:
嵌入式系統(tǒng)常見(jiàn)錯(cuò)誤調(diào)試技術(shù)簡(jiǎn)介
1.代碼調(diào)試
代碼調(diào)試是嵌入式系統(tǒng)錯(cuò)誤調(diào)試中最基本的一種方法,通常使用調(diào)試器對(duì)代碼進(jìn)行單步執(zhí)行,并檢查變量的值來(lái)找出錯(cuò)誤。常用的代碼調(diào)試器包括JTAG調(diào)試器、串口調(diào)試器和軟件模擬器等。
2.硬件調(diào)試
硬件調(diào)試是通過(guò)使用示波器、邏輯分析儀等工具來(lái)檢測(cè)硬件電路的信號(hào),找出電路設(shè)計(jì)和布線中的錯(cuò)誤。硬件調(diào)試通常需要一定的電子硬件知識(shí)和動(dòng)手能力。
3.模擬調(diào)試
模擬調(diào)試是通過(guò)使用計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬嵌入式系統(tǒng)的行為,從而找出系統(tǒng)的錯(cuò)誤。模擬調(diào)試通常使用專(zhuān)門(mén)的仿真軟件來(lái)進(jìn)行,可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)缺陷和邏輯錯(cuò)誤。
4.在線調(diào)試
在線調(diào)試是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,通常使用JTAG調(diào)試器或串口調(diào)試器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在線調(diào)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)地觀察系統(tǒng)變量的值,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)錯(cuò)誤。
5.故障注入調(diào)試
故障注入調(diào)試是通過(guò)向系統(tǒng)注入故障來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的魯棒性和可靠性,從而找出系統(tǒng)的潛在錯(cuò)誤。故障注入調(diào)試通常使用專(zhuān)門(mén)的故障注入工具來(lái)進(jìn)行,可以幫助開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中難以發(fā)現(xiàn)的隱藏錯(cuò)誤。
6.日志調(diào)試
日志調(diào)試是通過(guò)在系統(tǒng)中添加日志信息來(lái)記錄系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)和信息,從而幫助開(kāi)發(fā)人員分析系統(tǒng)錯(cuò)誤的原因。日志調(diào)試通常使用專(zhuān)門(mén)的日志記錄工具來(lái)實(shí)現(xiàn),可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速定位和修復(fù)系統(tǒng)錯(cuò)誤。
7.異常處理調(diào)試
異常處理調(diào)試是通過(guò)分析系統(tǒng)異常處理機(jī)制來(lái)找出系統(tǒng)錯(cuò)誤的原因。異常處理調(diào)試通常使用專(zhuān)門(mén)的異常處理工具來(lái)實(shí)現(xiàn),可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速定位和修復(fù)系統(tǒng)異常。第二部分調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)軟件調(diào)試器
1.軟件調(diào)試器是一種用于調(diào)試嵌入式軟件的工具,允許開(kāi)發(fā)人員在程序執(zhí)行過(guò)程中逐步執(zhí)行代碼,檢查變量的值并設(shè)置斷點(diǎn)。
2.軟件調(diào)試器與仿真器不同,它不模擬硬件,而是直接在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行代碼。
3.軟件調(diào)試器通常需要在嵌入式系統(tǒng)上安裝一個(gè)代理程序,該代理程序負(fù)責(zé)與調(diào)試器通信并執(zhí)行調(diào)試命令。
硬件仿真器
1.硬件仿真器是一種用于調(diào)試嵌入式硬件的工具,它可以模擬嵌入式系統(tǒng)的硬件組件,以便開(kāi)發(fā)人員可以在計(jì)算機(jī)上測(cè)試和調(diào)試代碼。
2.硬件仿真器通常具有圖形用戶界面,允許開(kāi)發(fā)人員查看寄存器值、內(nèi)存內(nèi)容和信號(hào)波形。
3.硬件仿真器可以與軟件調(diào)試器配合使用,以提供更全面的調(diào)試環(huán)境。
邏輯分析儀
1.邏輯分析儀是一種用于分析數(shù)字信號(hào)的工具,它可以捕獲和顯示信號(hào)波形,以便開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和故障排除。
2.邏輯分析儀通常具有多種觸發(fā)選項(xiàng),允許開(kāi)發(fā)人員捕獲特定事件或信號(hào)模式。
3.邏輯分析儀可以與軟件調(diào)試器和硬件仿真器配合使用,以提供更全面的調(diào)試環(huán)境。
示波器
1.示波器是一種用于測(cè)量和分析模擬信號(hào)的工具,它可以顯示信號(hào)波形,以便開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和故障排除。
2.示波器通常具有多種觸發(fā)選項(xiàng),允許開(kāi)發(fā)人員捕獲特定事件或信號(hào)模式。
3.示波器可以與軟件調(diào)試器和硬件仿真器配合使用,以提供更全面的調(diào)試環(huán)境。
協(xié)議分析儀
1.協(xié)議分析儀是一種用于分析網(wǎng)絡(luò)通信的工具,它可以捕獲和顯示數(shù)據(jù)包,以便開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行分析和故障排除。
2.協(xié)議分析儀通常具有多種過(guò)濾選項(xiàng),允許開(kāi)發(fā)人員只捕獲特定類(lèi)型的通信。
3.協(xié)議分析儀可以與軟件調(diào)試器和硬件仿真器配合使用,以提供更全面的調(diào)試環(huán)境。
邊界掃描
1.邊界掃描是一種用于測(cè)試和調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的技術(shù),它允許開(kāi)發(fā)人員通過(guò)專(zhuān)用引腳訪問(wèn)嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。
2.邊界掃描通常需要在嵌入式系統(tǒng)上安裝一個(gè)邊界掃描單元,該單元負(fù)責(zé)與測(cè)試儀器通信并執(zhí)行測(cè)試命令。
3.邊界掃描可以與軟件調(diào)試器和硬件仿真器配合使用,以提供更全面的調(diào)試環(huán)境。調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法
#1.調(diào)試器輔助調(diào)試方法
調(diào)試器是一種計(jì)算機(jī)程序,它可以幫助程序員查找和修復(fù)程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試器提供了許多功能,包括:
-設(shè)置斷點(diǎn),以便程序在特定位置暫停執(zhí)行
-單步執(zhí)行程序,以便程序一行一行地執(zhí)行
-檢查變量的值
-修改變量的值
-查看程序的調(diào)用棧
調(diào)試器通常與編譯器或集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)一起使用。當(dāng)程序員在編譯器或IDE中編譯程序時(shí),調(diào)試器會(huì)生成一個(gè)調(diào)試信息文件。調(diào)試信息文件包含程序的符號(hào)表和源代碼行號(hào)信息。當(dāng)程序員在調(diào)試器中運(yùn)行程序時(shí),調(diào)試器會(huì)使用調(diào)試信息文件來(lái)幫助程序員調(diào)試程序。
#2.仿真器輔助調(diào)試方法
仿真器是一種硬件或軟件工具,它可以模擬真實(shí)硬件的行為。仿真器通常用于以下目的:
-在實(shí)際硬件上運(yùn)行程序之前,對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試
-分析程序的性能
-查找硬件故障
仿真器提供了許多功能,包括:
-模擬硬件的各種組件,如處理器、存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備
-加載和運(yùn)行程序
-設(shè)置斷點(diǎn),以便程序在特定位置暫停執(zhí)行
-單步執(zhí)行程序,以便程序一行一行地執(zhí)行
-檢查變量的值
-修改變量的值
-查看程序的調(diào)用棧
仿真器通常與調(diào)試器一起使用。當(dāng)程序員在仿真器中運(yùn)行程序時(shí),調(diào)試器會(huì)使用仿真器提供的調(diào)試信息來(lái)幫助程序員調(diào)試程序。
#3.調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)
調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。
調(diào)試器輔助調(diào)試方法的優(yōu)點(diǎn)包括:
-易于使用,無(wú)需特殊硬件
-可以對(duì)程序進(jìn)行細(xì)致的調(diào)試
-可以修改變量的值
調(diào)試器輔助調(diào)試方法的缺點(diǎn)包括:
-可能會(huì)降低程序的執(zhí)行速度
-可能會(huì)導(dǎo)致程序出現(xiàn)異常
仿真器輔助調(diào)試方法的優(yōu)點(diǎn)包括:
-可以對(duì)程序進(jìn)行更真實(shí)的調(diào)試
-可以分析程序的性能
-可以查找硬件故障
仿真器輔助調(diào)試方法的缺點(diǎn)包括:
-需要特殊硬件
-可能比較昂貴
-可能比較復(fù)雜,需要一定的學(xué)習(xí)曲線
#4.調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法的應(yīng)用
調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中。在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中,調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法可以幫助程序員快速準(zhǔn)確地查找和修復(fù)程序中的錯(cuò)誤,從而提高嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率和質(zhì)量。
以下是一些調(diào)試器和仿真器輔助調(diào)試方法在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用示例:
-使用調(diào)試器來(lái)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)中的程序。
-使用仿真器來(lái)模擬嵌入式系統(tǒng)中的硬件,并對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。
-使用調(diào)試器和仿真器來(lái)分析嵌入式系統(tǒng)中的程序性能。
-使用調(diào)試器和仿真器來(lái)查找嵌入式系統(tǒng)中的硬件故障。第三部分實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的基本原理與應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的基本原理
1.實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)概述:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)是一種在程序運(yùn)行時(shí)對(duì)程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試的技術(shù),它可以在程序運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)跟蹤程序的執(zhí)行情況,以便發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
2.實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的特點(diǎn):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)具有以下特點(diǎn):
-實(shí)時(shí)性:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以在程序運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)跟蹤程序的執(zhí)行情況,以便發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
-動(dòng)態(tài)性:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以動(dòng)態(tài)地修改程序的代碼和數(shù)據(jù),以便發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
-交互性:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以與用戶進(jìn)行交互,以便用戶可以實(shí)時(shí)地控制程序的執(zhí)行過(guò)程,發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
3.實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以應(yīng)用于以下場(chǎng)景:
-嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以用于嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
-軟件開(kāi)發(fā):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以用于軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
-硬件開(kāi)發(fā):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以用于硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)并解決硬件中的錯(cuò)誤。
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的主要技術(shù)
1.跟蹤技術(shù):跟蹤技術(shù)是實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)中最重要的技術(shù)之一,它可以跟蹤程序的執(zhí)行過(guò)程,以便發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。跟蹤技術(shù)包括以下幾種類(lèi)型:
-指令跟蹤:指令跟蹤技術(shù)可以跟蹤程序的執(zhí)行過(guò)程,并記錄程序執(zhí)行的每一條指令。
-數(shù)據(jù)跟蹤:數(shù)據(jù)跟蹤技術(shù)可以跟蹤程序的數(shù)據(jù)變化情況,以便發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。
-事件跟蹤:事件跟蹤技術(shù)可以跟蹤程序的事件發(fā)生情況,以便發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。
2.斷點(diǎn)技術(shù):斷點(diǎn)技術(shù)是實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)中常用的技術(shù)之一,它可以在程序的特定位置設(shè)置斷點(diǎn),當(dāng)程序執(zhí)行到斷點(diǎn)處時(shí),程序就會(huì)停止執(zhí)行,以便用戶可以檢查程序的運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。
3.單步執(zhí)行技術(shù):?jiǎn)尾綀?zhí)行技術(shù)是實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)中常用的技術(shù)之一,它可以逐條執(zhí)行程序的指令,以便用戶可以檢查程序的運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)并解決程序中的錯(cuò)誤。一、實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的原理
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)是一種允許開(kāi)發(fā)人員在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢查和修改程序狀態(tài)的調(diào)試技術(shù)。它通過(guò)在目標(biāo)系統(tǒng)上運(yùn)行一個(gè)調(diào)試代理程序來(lái)實(shí)現(xiàn),該代理程序與主機(jī)上的調(diào)試器通信。調(diào)試器可以發(fā)送命令給代理程序,如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行程序或檢查變量的值。代理程序執(zhí)行這些命令并返回結(jié)果給調(diào)試器。
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的原理如圖1所示。
[圖1實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的原理]
二、實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的基本原理
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的基本原理是利用一個(gè)調(diào)試代理程序在目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行,并與主機(jī)上的調(diào)試器進(jìn)行通信。調(diào)試器可以向代理程序發(fā)送命令,如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行程序或檢查變量的值。代理程序執(zhí)行這些命令并返回結(jié)果給調(diào)試器。
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行調(diào)試,可以快速定位并修復(fù)錯(cuò)誤。實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)廣泛用于嵌入式系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)和高性能計(jì)算系統(tǒng)。
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的缺點(diǎn)是需要在目標(biāo)系統(tǒng)上運(yùn)行一個(gè)調(diào)試代理程序,這可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能。實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)還會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度,并可能帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。
三、實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)有許多應(yīng)用,包括:
1.錯(cuò)誤診斷和修復(fù):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速定位并修復(fù)錯(cuò)誤。
2.性能分析:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員分析程序的性能并識(shí)別性能瓶頸。
3.安全分析:實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員分析程序的安全漏洞并采取措施修復(fù)這些漏洞。
4.軟件維護(hù):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員維護(hù)和更新軟件。
5.教育和培訓(xùn):實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可以幫助學(xué)生和開(kāi)發(fā)人員學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)和高性能計(jì)算系統(tǒng)的編程和調(diào)試。
四、實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
隨著嵌入式系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)和高性能計(jì)算系統(tǒng)的發(fā)展,實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)也在不斷發(fā)展。未來(lái)的實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)可能會(huì)更加智能、可靠和安全,并能夠支持更多種類(lèi)的硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)。
實(shí)時(shí)調(diào)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)包括:
1.云調(diào)試:云調(diào)試技術(shù)允許開(kāi)發(fā)人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)。
2.分布式調(diào)試:分布式調(diào)試技術(shù)允許開(kāi)發(fā)人員調(diào)試分布式系統(tǒng)。
3.自動(dòng)調(diào)試:自動(dòng)調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員自動(dòng)定位和修復(fù)錯(cuò)誤。
4.安全調(diào)試:安全調(diào)試技術(shù)可以幫助開(kāi)發(fā)人員調(diào)試安全關(guān)鍵系統(tǒng)。第四部分邏輯分析儀輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)邏輯分析儀的原理與選用
1.邏輯分析儀是一種用于捕捉和分析數(shù)字信號(hào)的電子測(cè)量?jī)x器。它可以用來(lái)調(diào)試嵌入式系統(tǒng),以發(fā)現(xiàn)硬件和軟件中的故障。
2.邏輯分析儀的工作原理是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖形表示,以便工程師可以更直觀地分析信號(hào)。
3.選擇邏輯分析儀時(shí),應(yīng)考慮以下因素:采樣率、通道數(shù)量、存儲(chǔ)深度、觸發(fā)功能和軟件界面等。
邏輯分析儀的基礎(chǔ)用法
1.連接邏輯分析儀到嵌入式系統(tǒng)。這通常需要使用邏輯分析儀的探頭來(lái)連接到系統(tǒng)的信號(hào)線。
2.設(shè)置邏輯分析儀的觸發(fā)條件。觸發(fā)條件是用于告訴邏輯分析儀在何時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)。
3.啟動(dòng)邏輯分析儀的記錄功能。一旦觸發(fā)條件被滿足,邏輯分析儀就會(huì)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)。
4.分析邏輯分析儀記錄的數(shù)據(jù)。工程師可以使用邏輯分析儀的軟件界面來(lái)查看和分析記錄的數(shù)據(jù)。邏輯分析儀輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試
邏輯分析儀是一種功能強(qiáng)大的測(cè)試和調(diào)試工具,可以捕獲和分析數(shù)字信號(hào),幫助工程師快速定位和解決嵌入式系統(tǒng)中的問(wèn)題。邏輯分析儀可以捕獲各種類(lèi)型的數(shù)字信號(hào),包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。它還可以捕獲和分析串行數(shù)據(jù),如UART、SPI和I2C。
邏輯分析儀的優(yōu)點(diǎn)
邏輯分析儀具有以下優(yōu)點(diǎn):
*強(qiáng)大的捕獲能力:邏輯分析儀可以捕獲大量的數(shù)據(jù),并且可以以很高的采樣率進(jìn)行捕獲。這使得它可以捕獲到非常短暫的故障。
*靈活的觸發(fā)功能:邏輯分析儀可以根據(jù)各種條件觸發(fā)捕獲,這使得它可以很容易地捕獲到感興趣的事件。
*直觀的顯示界面:邏輯分析儀的顯示界面通常非常直觀,這使得工程師可以很容易地查看和分析捕獲到的數(shù)據(jù)。
*強(qiáng)大的分析功能:邏輯分析儀通常都提供強(qiáng)大的分析功能,如搜索、過(guò)濾和解碼,這使得工程師可以很容易地找到和分析感興趣的信息。
邏輯分析儀的應(yīng)用
邏輯分析儀可以用于各種嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試,包括:
*硬件調(diào)試:邏輯分析儀可以用于調(diào)試硬件故障,如電路板布線錯(cuò)誤、器件故障和時(shí)序問(wèn)題。
*軟件調(diào)試:邏輯分析儀可以用于調(diào)試軟件故障,如程序錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和通信錯(cuò)誤。
*系統(tǒng)集成:邏輯分析儀可以用于調(diào)試系統(tǒng)集成問(wèn)題,如不同模塊之間的通信問(wèn)題和時(shí)序問(wèn)題。
使用邏輯分析儀調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一般步驟如下:
1.連接邏輯分析儀:將邏輯分析儀連接到被測(cè)系統(tǒng)。
2.配置邏輯分析儀:設(shè)置邏輯分析儀的采樣率、觸發(fā)條件和捕獲深度。
3.捕獲數(shù)據(jù):?jiǎn)?dòng)邏輯分析儀,捕獲數(shù)據(jù)。
4.分析數(shù)據(jù):使用邏輯分析儀的分析功能,分析捕獲到的數(shù)據(jù)。
5.定位問(wèn)題:根據(jù)分析結(jié)果,定位問(wèn)題所在。
6.修復(fù)問(wèn)題:修復(fù)問(wèn)題后,再次捕獲數(shù)據(jù),驗(yàn)證問(wèn)題是否已解決。
邏輯分析儀在嵌入式系統(tǒng)調(diào)試中的應(yīng)用舉例
以下是一些使用邏輯分析儀調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的具體示例:
*調(diào)試電路板布線錯(cuò)誤:使用邏輯分析儀可以捕獲電路板上的信號(hào),并查看信號(hào)是否正確。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的信號(hào)來(lái)定位電路板布線錯(cuò)誤。
*調(diào)試器件故障:使用邏輯分析儀可以捕獲器件的輸入和輸出信號(hào),并查看信號(hào)是否正確。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的信號(hào)來(lái)定位器件故障。
*調(diào)試時(shí)序問(wèn)題:使用邏輯分析儀可以捕獲系統(tǒng)中的時(shí)鐘信號(hào)和其他信號(hào),并查看信號(hào)是否正確。如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的信號(hào)來(lái)定位時(shí)序問(wèn)題。
*調(diào)試程序錯(cuò)誤:使用邏輯分析儀可以捕獲程序執(zhí)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)和指令,并查看數(shù)據(jù)和指令是否正確。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)或指令不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的數(shù)據(jù)和指令來(lái)定位程序錯(cuò)誤。
*調(diào)試數(shù)據(jù)錯(cuò)誤:使用邏輯分析儀可以捕獲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信號(hào),并查看數(shù)據(jù)是否正確。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的數(shù)據(jù)來(lái)定位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
*調(diào)試通信錯(cuò)誤:使用邏輯分析儀可以捕獲系統(tǒng)中的通信信號(hào),并查看通信信號(hào)是否正確。如果發(fā)現(xiàn)通信信號(hào)不正確,則可以根據(jù)邏輯分析儀捕獲到的通信信號(hào)來(lái)定位通信錯(cuò)誤。第五部分基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試方法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【JTAG接口概述】:
1.JTAG接口(聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組接口)是一種用于測(cè)試和調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口。
2.JTAG接口通過(guò)四根信號(hào)線(TCK、TDI、TDO、TMS)連接測(cè)試設(shè)備和目標(biāo)系統(tǒng)。
3.JTAG接口支持多種調(diào)試功能,包括讀取寄存器、寫(xiě)入寄存器、設(shè)置斷點(diǎn)和單步執(zhí)行。
【基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試方法】:
基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試方法
#概述
JTAG(JointTestActionGroup)接口是一種廣泛用于嵌入式系統(tǒng)硬件調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)接口。它允許調(diào)試器訪問(wèn)芯片內(nèi)部的寄存器和存儲(chǔ)器,從而可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制、監(jiān)視和診斷。
#JTAG接口的組成
JTAG接口由四根信號(hào)線組成:
*TCK(TestClock):時(shí)鐘信號(hào),用于同步JTAG接口上的所有操作。
*TMS(TestModeSelect):模式選擇信號(hào),用于選擇JTAG接口不同的操作模式。
*TDI(TestDataIn):數(shù)據(jù)輸入信號(hào),用于將數(shù)據(jù)從調(diào)試器發(fā)送到系統(tǒng)。
*TDO(TestDataOut):數(shù)據(jù)輸出信號(hào),用于將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)發(fā)送到調(diào)試器。
#JTAG接口的操作模式
JTAG接口有四種操作模式:
*TestLogicReset(TLR):復(fù)位模式,用于將系統(tǒng)復(fù)位到初始狀態(tài)。
*Run-Test/Idle(RTI):運(yùn)行模式,用于將系統(tǒng)置于運(yùn)行狀態(tài)。
*SelectDR-Scan(SDR):掃描模式,用于訪問(wèn)芯片內(nèi)部的寄存器和存儲(chǔ)器。
*SelectIR-Scan(SIR):指令寄存器掃描模式,用于訪問(wèn)芯片內(nèi)部的指令寄存器。
#基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試技術(shù)
基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試技術(shù)主要包括以下幾種:
*邊界掃描(BoundaryScan):邊界掃描是一種利用JTAG接口掃描系統(tǒng)邊界電路的技術(shù)。通過(guò)邊界掃描,可以檢測(cè)系統(tǒng)中的開(kāi)路、短路和元器件故障。
*內(nèi)嵌邏輯分析儀(EmbeddedLogicAnalyzer):內(nèi)嵌邏輯分析儀是一種利用JTAG接口在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯分析儀功能的技術(shù)。它可以捕捉系統(tǒng)中的信號(hào),并將其顯示在調(diào)試器上。
*代碼覆蓋率分析(CodeCoverageAnalysis):代碼覆蓋率分析是一種利用JTAG接口測(cè)量代碼覆蓋率的技術(shù)。通過(guò)代碼覆蓋率分析,可以了解程序中哪些部分被執(zhí)行了,哪些部分沒(méi)有被執(zhí)行。
*性能分析(PerformanceAnalysis):性能分析是一種利用JTAG接口測(cè)量系統(tǒng)性能的技術(shù)。通過(guò)性能分析,可以了解系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間、資源利用率和功耗等指標(biāo)。
#JTAG接口的優(yōu)點(diǎn)
JTAG接口具有以下優(yōu)點(diǎn):
*標(biāo)準(zhǔn)化:JTAG接口是一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口,可以支持各種不同的芯片和系統(tǒng)。
*易于使用:JTAG接口易于使用,只需要幾根信號(hào)線即可實(shí)現(xiàn)。
*非侵入性:JTAG接口是一種非侵入性的調(diào)試技術(shù),對(duì)系統(tǒng)的影響很小。
#JTAG接口的缺點(diǎn)
JTAG接口也有一些缺點(diǎn),包括:
*速度慢:JTAG接口的速度相對(duì)較慢,不適合用于實(shí)時(shí)調(diào)試。
*有限的訪問(wèn)能力:JTAG接口只能訪問(wèn)系統(tǒng)中的某些寄存器和存儲(chǔ)器,對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)能力有限。
*安全性差:JTAG接口的安全性較差,容易受到攻擊。
#結(jié)論
基于JTAG接口的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試技術(shù)是一種常用的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)。它具有標(biāo)準(zhǔn)化、易于使用和非侵入性等優(yōu)點(diǎn),但也有速度慢、有限的訪問(wèn)能力和安全性差等缺點(diǎn)。總體而言,JTAG接口是一種性價(jià)比高的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。第六部分邊界掃描調(diào)試的基本原理及其應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)邊界掃描調(diào)試基本原理及其應(yīng)用
1.邊界掃描測(cè)試(BST)是一種基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),允許訪問(wèn)和控制電路板上的邊界掃描寄存器。
2.BST支持多種診斷方法,包括掃描鏈測(cè)試、邊界掃描測(cè)試和JTAG測(cè)試,可用于檢測(cè)開(kāi)路、短路、焊點(diǎn)缺陷等各種故障。
3.BST技術(shù)具有非侵入性、可重復(fù)性、高可靠性和可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于通信、汽車(chē)、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。
邊界掃描調(diào)試的基本原理
1.邊界掃描調(diào)試是一種基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),允許訪問(wèn)和控制電路板上的邊界掃描寄存器(BSR)。
2.BSR是一個(gè)特殊的寄存器,位于芯片的邊界,用于存儲(chǔ)和傳輸測(cè)試數(shù)據(jù)。
3.通過(guò)JTAG接口,可以訪問(wèn)和控制邊界掃描寄存器,并對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。
邊界掃描調(diào)試的應(yīng)用
1.邊界掃描調(diào)試技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、汽車(chē)、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域,用于檢測(cè)和修復(fù)電路板上的各種故障。
2.BST技術(shù)在線路板的產(chǎn)品生命周期中應(yīng)用,包括設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和維護(hù)階段。
3.BST技術(shù)可用于檢測(cè)開(kāi)路、短路、焊點(diǎn)缺陷、器件故障等各種類(lèi)型的故障。邊界掃描調(diào)試的基本原理及其應(yīng)用
邊界掃描調(diào)試(BoundaryScanDebug,簡(jiǎn)稱(chēng)BDS)是一種基于IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),它允許在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,而無(wú)需拆卸或中斷系統(tǒng)。
#基本原理
BDS的基本原理是將芯片的邊界引腳(如輸入/輸出引腳、電源引腳等)連接到一個(gè)特殊的移位寄存器(稱(chēng)為邊界掃描寄存器),并通過(guò)一個(gè)特殊的接口(稱(chēng)為邊界掃描端口)訪問(wèn)這個(gè)移位寄存器。通過(guò)對(duì)邊界掃描寄存器進(jìn)行移位操作,可以對(duì)芯片的邊界引腳進(jìn)行控制和監(jiān)控。
邊界掃描調(diào)試系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成:
*邊界掃描器件:負(fù)責(zé)對(duì)芯片的邊界引腳進(jìn)行控制和監(jiān)控。
*邊界掃描控制器:負(fù)責(zé)與邊界掃描器件通信,并控制邊界掃描寄存器的移位操作。
*邊界掃描端口:用于連接邊界掃描器件和邊界掃描控制器。
#應(yīng)用
BDS可以用于各種各樣的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試,包括:
*硬件故障診斷:BDS可以用于診斷芯片的硬件故障,如引腳故障、短路故障等。
*軟件故障診斷:BDS可以用于診斷軟件故障,如死鎖、死循環(huán)等。
*系統(tǒng)性能分析:BDS可以用于分析系統(tǒng)的性能,如功耗、時(shí)序等。
*系統(tǒng)測(cè)試:BDS可以用于測(cè)試系統(tǒng)的功能和性能,并驗(yàn)證系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)要求。
#優(yōu)點(diǎn)
BDS具有以下優(yōu)點(diǎn):
*非侵入性:BDS可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,而無(wú)需拆卸或中斷系統(tǒng)。
*可重用性:BDS可以在不同的系統(tǒng)中重復(fù)使用,而無(wú)需修改調(diào)試工具或方法。
*可擴(kuò)展性:BDS可以擴(kuò)展到大型系統(tǒng),并支持多芯片調(diào)試。
#缺點(diǎn)
BDS也存在一些缺點(diǎn):
*硬件成本:BDS需要在芯片中集成邊界掃描器件,這會(huì)增加芯片的成本。
*軟件成本:BDS需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的調(diào)試工具和方法,這會(huì)增加軟件的成本。
*調(diào)試速度:BDS的調(diào)試速度可能較慢,因?yàn)樾枰ㄟ^(guò)移位寄存器來(lái)訪問(wèn)芯片的邊界引腳。
#結(jié)論
BDS是一種強(qiáng)大的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),它具有非侵入性、可重用性、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。但是,BDS也存在硬件成本、軟件成本、調(diào)試速度等缺點(diǎn)??傮w而言,BDS是一種非常有用的嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù),它可以幫助工程師快速準(zhǔn)確地診斷和修復(fù)系統(tǒng)故障。第七部分錯(cuò)誤注入測(cè)試輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)錯(cuò)誤注入測(cè)試基本原理
1.錯(cuò)誤注入測(cè)試是一種面向嵌入式系統(tǒng)硬件、軟件綜合失誤的測(cè)試方法,它通過(guò)在測(cè)試階段故意引入錯(cuò)誤信號(hào)或故障數(shù)據(jù),來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)在異常情況下是否能正常工作。
2.錯(cuò)誤注入測(cè)試技術(shù)通常分為軟件注入技術(shù)與硬件注入技術(shù)兩大類(lèi)。軟件注入技術(shù)通過(guò)編譯器、調(diào)試器等工具將錯(cuò)誤信息注入到軟件內(nèi)部,使其在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生特定錯(cuò)誤,進(jìn)而進(jìn)行分析檢測(cè)。硬件注入技術(shù)使用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備對(duì)嵌入式系統(tǒng)硬件進(jìn)行物理錯(cuò)誤注入,如利用激光器或離子槍直接替換芯片上的某個(gè)晶體管或邏輯門(mén)。
3.錯(cuò)誤注入測(cè)試的目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的潛在錯(cuò)誤,并為系統(tǒng)后期維護(hù)、改進(jìn)和修復(fù)提供可靠的數(shù)據(jù)與依據(jù),從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。
錯(cuò)誤注入測(cè)試輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試的優(yōu)勢(shì)
1.提高系統(tǒng)抵御故障的能力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏故障。使用錯(cuò)誤注入測(cè)試技術(shù),可以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的潛在故障,從而進(jìn)一步改進(jìn)和加強(qiáng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性,使系統(tǒng)能夠在遇到故障時(shí)仍然能夠正常運(yùn)行。
2.縮短錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)和調(diào)試周期,提高調(diào)試效率。使用錯(cuò)誤注入測(cè)試技術(shù)可以幫助測(cè)試工程師快速找到錯(cuò)誤原因,從而減少測(cè)試和調(diào)試時(shí)間,提高調(diào)試效率。
3.降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本,提高開(kāi)發(fā)效率。通過(guò)錯(cuò)誤注入測(cè)試,可以提前發(fā)現(xiàn)隱藏的問(wèn)題,降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本,提高開(kāi)發(fā)效率。#錯(cuò)誤注入測(cè)試輔助嵌入式系統(tǒng)調(diào)試
1.錯(cuò)誤注入技術(shù)介紹
*錯(cuò)誤注入技術(shù)是指在嵌入式系統(tǒng)中注入特定的錯(cuò)誤,以模擬系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的各種故障情況,從而幫助開(kāi)發(fā)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)系統(tǒng)中的潛在缺陷。錯(cuò)誤注入可以是物理級(jí)的,也可以是邏輯級(jí)的,物理級(jí)的錯(cuò)誤注入通常是通過(guò)在電路中注入噪聲或故障信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn),邏輯級(jí)的錯(cuò)誤注入則是通過(guò)在軟件代碼中引入錯(cuò)誤來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.錯(cuò)誤注入測(cè)試的分類(lèi)
*靜態(tài)錯(cuò)誤注入:是指在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段就將錯(cuò)誤注入到系統(tǒng)中,以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在不同錯(cuò)誤條件下的行為。靜態(tài)錯(cuò)誤注入通常使用形式驗(yàn)證或仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
*動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤注入:是指在嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中將錯(cuò)誤注入到系統(tǒng)中,以觀察系統(tǒng)對(duì)錯(cuò)誤的反應(yīng)。動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤注入通常使用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。
3.錯(cuò)誤注入測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)
*能夠幫助開(kāi)發(fā)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)系統(tǒng)中的潛在缺陷,提高系統(tǒng)的可靠性。
*能夠幫助開(kāi)發(fā)人員了解系統(tǒng)在不同錯(cuò)誤條件下的行為,提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性。
*能夠幫助開(kāi)發(fā)人員評(píng)估系統(tǒng)的安全性,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中可能存在的安全漏洞。
4.錯(cuò)誤注入測(cè)試的挑戰(zhàn)
*錯(cuò)誤注入測(cè)試需要對(duì)嵌入式系統(tǒng)有深入的了解,才能選擇合適的錯(cuò)誤注入點(diǎn)和注入方法。
*錯(cuò)誤注入測(cè)試可能對(duì)嵌入式系統(tǒng)造成損壞,因此需要在測(cè)試前做好充分的準(zhǔn)備。
*錯(cuò)誤注入測(cè)試可能需要大量的測(cè)試時(shí)間,因此需要選擇合適的測(cè)試策略和測(cè)試方法。
5.錯(cuò)誤注入測(cè)試的應(yīng)用
*錯(cuò)誤注入測(cè)試可以應(yīng)用于各種類(lèi)型的嵌入式系統(tǒng),包括汽車(chē)電子系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、醫(yī)療電子系統(tǒng)等。
*錯(cuò)誤注入測(cè)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性、容錯(cuò)性和安全性。
*錯(cuò)誤注入測(cè)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中可能存在的安全漏洞,提高系統(tǒng)的安全性。第八部分硬件仿真技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證中的應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)仿真模型的建立
1.根據(jù)硬件設(shè)計(jì)原理圖,建立硬件仿真模型。
2.仿真模型應(yīng)能夠準(zhǔn)確反映硬件設(shè)計(jì)行為。
3.仿真模型應(yīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,以確保其準(zhǔn)確性。
仿真環(huán)境的搭建
1.仿真環(huán)境包括硬件仿真器、軟件仿真器和調(diào)試工具。
2.硬件仿真器用于執(zhí)行硬件仿真。
3.軟件仿真器用于執(zhí)行軟件仿真。
4.調(diào)試工具用于分析仿真結(jié)果并找出錯(cuò)誤。
仿真過(guò)程的執(zhí)行
1.將被測(cè)代碼或硬件設(shè)計(jì)加載到仿真環(huán)境中。
2.設(shè)置仿真參數(shù),包括仿真時(shí)間、仿真范圍等。
3.啟動(dòng)仿真,并實(shí)時(shí)觀察仿真結(jié)果。
4.在仿真過(guò)程中,可以使用調(diào)試工具對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,找出錯(cuò)誤。
仿真結(jié)果的分析
1.仿真結(jié)束后,分析仿真結(jié)果,找出錯(cuò)誤。
2.錯(cuò)誤可能是硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,也可能是軟件代碼錯(cuò)誤。
3.根據(jù)錯(cuò)誤信息,修改硬件設(shè)計(jì)或軟件代碼,并重新進(jìn)行仿真。
4.重復(fù)上述步驟,直到所有錯(cuò)誤都被找出并修復(fù)。
仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1.隨著嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增加,仿真技術(shù)也不斷發(fā)展。
2.目前,比
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