專利名稱：無線調試系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線調試系統，尤其是涉及基于802. 15. 4通信 協議的ZIGBEE的無線調試系統
背景技術：
作為近距離無線移動通信典型標準ZIGBEE的系統的開發和應用 在近年來日趨普及，符合該ZIGBEE標準的大規模無線集成電路的開 發成為對于ZIGBEE技術的各種實際應用的基礎。本申請人對于各種 符合ZIGBEE芯片的應用有著深入的研究并對于它們的應用給出過便 于實現開發的應用平臺，具體參見本申請人在2007年6月15日提交 的題為"一種ZIGBEE微處理器芯片應用開發系統"中國專利申請 200710090206.8。該申請被結合在此作為參考。
盡管使用本申請人提供的開發應用平臺在開發成型的一致性和 便利性方面有了很大的提高，但是在產品的最后的調試方面、即問題 /故障的偵測和排除方面仍然有困難。為了說明己有技術中的這種問 題，本申請首先參考附圖1來做分析。
圖1是已有技術中的ZIGBEE微處理器芯片應用開發系統的調試 原理圖。如圖所示，該調試系統包括指令編輯器l，它可以由一個 普通計算機來實現，其中安裝有針對具體單片機(ZIGBEE微處理器 芯片)的開發和調試軟件，通過軟件的編程操作來產生期望傳輸到所 述單片機的指令；專用傳輸電纜2:根據具體單片機，目前最常見的 是USB接口或RS232接口的傳輸電纜，用于實現指令編輯器1和適配 器3的通信；適配器3，它是一個協議適配器，例如是JTAG適配器， 它的主要作用是將專用傳輸電纜2的通信協議轉換成JTAG電纜4的 通信協議，并且能夠將JTAG電纜4的通信協議反向地轉換成專用傳 輸電纜2的通信協議，通過這種協議轉換器的功能來使得指令編輯器 1能控制下面所述的單片機5; JTAG電纜4，連接在適配器3和單片 機5之間的專用電纜，實現適配器3和單片機5的通信；單片機5， 例如是普通的單片機或ZIGBEE微處理器。
仍參考圖1中，單片機5包括單片機內部的調試電路部分6， 重要的是，指令編輯器1所形成的控制和調試指令都經過適配器3、 JTAG電纜4之后都必需通過單片機內部的調試電路部分6才能夠實 現對于整個單片機整體控制。如本專業技術人員公知的那樣，單片機 5還包括作為單片機最核心部分的單片機內核7 (類似PC機中的 CPU)、非易失存儲器8 (—般通稱R0M。是單片機掉電后，數據不丟 失的存儲器，目前使用最多的是FLASH,是單片機用來存儲程序和保 存數據的)、易失存儲器9 (一般通稱RAM，是單片機掉電后其中的 數據會丟失的存儲器，是程序運行過程中保存數據的地方，與非易失 存儲器8不同的是，它的讀寫速度非常快，二者在速度上差很多數量 級)以及單片機外圍設備10 (常見的有UART， SPI， 12C， IO等接口 控制電路)實際上單片機內部的調試電路部分6也應該屬于是單片機 外圍設備10的一部分，但是在本發明的解釋中該單片機內部的調試 電路部分6具有重要的位置，因此特別將其單獨示出。
請關注在上述已有技術中的在JTAG適配器3和在單片機5中的 單片機內部的調試電路部分6之間的連接和通信方式它們是通過 JTAG電纜4進行連接和數據傳輸和數據反饋的。在實際中，這種通 信方式引起的問題是，由于JTAG電纜4的對于適配器3和在單片機 5中的單片機內部的調試電路部分6的有線連接，使得通過指令編輯 器1對于單片機5調試(通常稱作DEBUG過程)往往不能正確進行， 其原因如下。
實際上，被調試的單片機5在物理體積上要遠遠小于整個調試 系統的其它組成部分的物理尺寸，例如小于指令編輯器l、專用傳輸 電纜2、 JTAG適配器3以及JTAG電纜4任何之一的物理體積。特別 是在單片機5是一個ZIGBEE微處理器芯片的情況下。所以在進行調 試時，系統的分布電容和電感所起到的影響和作用已經達到完全不能 夠反映被調試的單片機5或ZIGBEE微處理器芯片的真實工作狀態的
程度。特別是在作為短距離接續通信的ZIGBEE微處理器芯片的情況 下，系統中的連接電纜(例如專用傳輸電纜2和JTAG電纜4)感應 到的干擾和噪聲信號，往往使得難以進行準確的調試和控制過程。甚 至發生這樣的情況，即由于在連接狀態下被調整為正常工作的單片機 5或ZIGBEE微處理器芯片在離線后的單獨操作中則是不能正常工作， 而要求有經驗的調試人員必需根據被調試的單片機5或ZIGBEE微處 理器芯片來總結一套在線調試時顯示不正確的參數，這套參數能夠使 得被在調試的單片機5或ZIGBEE微處理器芯片離線后能夠正確地工 作。
特別應該指出的是，在DEBUG調試過程中這種問題尤其顯得嚴 重。這是用于作為DEBUG調試過程的任務是要通過反復的交互來實現 工作微處理器/單片機的工作條件和狀態的確定。 一方面要把由指令 編輯器1編輯產生的命令傳送到在單片機5中的單片機內部的調試電 路部分6，另一方面，必需實時地把調試電路部分6根據調試命令產 生的結果數據反饋到指令編輯器l中來由該指令編輯器l判斷單片機 5目前的狀態并由此編輯隨后發出的下傳指令。很顯然，上述存在的 JTAG電纜4所帶來的干擾，已經使得準確和快速的單片機調試變得 不可能。
根據上述的情況，顯然需要提供一種方法和系統來克服上述已 有技術中的問題，從而實現對于單片機5或ZIGBEE微處理器芯片的 可靠和方便的調試。
發明內容
本發明旨在解決上述的問題而提供一種用于單片機/ZIGBEE微 處理器芯片無線調試系統。
根據本發明的一個技術方案，提供一種能夠代替已有技術中的 JTAG電纜的交互傳輸無線(RF)傳輸通道，該無線傳輸通道特別適 合在單片機/ZIGBEE微處理器芯片調試系統中使用，以便將指令編輯 器所編輯的調試指令下傳到被調試的單片機，并且將反映該被調試的 單片機的工作狀態的數據信息反饋傳送到該指令編輯器而作為其再
次發送調試指令的基礎。
根據本發明的另一個技術方案，提供一種無線調試系統，包括 指令編輯器，用于編輯對單片機/微處理器芯片進行調試的調試
指令；
無線適配器，所述無線適配器包括
協議轉換器，用于根據預定協議轉換經過專用電纜從所述指 令編輯器接收的調試指令，和 調制解調器，用于
調制所述調試指令以便通過一個天線把調制的無線信號發送 到作為調試對象的單片機/微處理器芯片；并且
從所述的單片機/微處理器芯片接收無線信號，并從接收的信 號中解調出反映所述單片機/微處理器芯片當前狀態的數據而反饋到 所述的指令編輯器；
交互傳輸無線傳輸通道，用于連接所述的協議轉換器和被調試 的單片機/微處理器芯片，以便將載有所述指令編輯器所編輯的調試
指令的無線信號下傳到被調試的單片機/微處理器芯片，并且將載有 反映該被調試的單片機/微處理器芯片的工作狀態的數據信息的無線 信號反饋上傳到該指令編輯器而作為其再次發送調試指令的基礎； 單片機/微處理器芯片，用作系統的被調試對象，包括
無線收發器，所述的無線收發器包括調制解調器，用于 解調通一個天線從所述的無線通道接收的無線信號而獲得調 試指令；并且
以所述的單片機/微處理器芯片的當前工作狀態數據來調制
無線信號并利用所述天線經所述無線通道上傳該調制的無線信號。 根據本發明的上述的技術方案，其中采用的預定協議是IEEE
802. 15. 4協議。
根據本發明的上述的技術方案，其中包括在所述的單片機/微處
理芯片中的無線收發器是基于IEEE 802.15.4協議的無線收發器。 采用本發明提出的無線調試系統，由于僅通過802. 15. 4的無線
通信協議的無線通道來將作為調試器的指令編輯器和作為調試目標
的單片機電路板連接到一起，使得兩著之間沒有任何有線連接，供電
系統和接地系統彼此完全獨立，二者的通信完全通過802. 15. 4和 ZIGBEE來完成，從而有效地避免了兩者在調試過程中互相干擾，避 免了目標系統在有調試器之時和沒有調試器之時的電氣性質的差異。 另外由于采用無線連接，使得被調試的目標單片機放置位置的任意 性，保證了調試過程中目標系統的完整性，避免了由于調試環境和實 際運行環境的不同而造成無法捕捉到實際運行中的錯誤的情況的出 現。
圖1是已有技術中的ZIGBEE微處理器芯片應用開發系統的調試 原理示意圖。
圖2是根據本發明的ZIGBEE微處理器芯片應用開發系統的調試 原理示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖來描述根據本發明的實施例。通過結合附圖的 描述，本發明的上述的特征和優點將變得顯見。
圖2是根據本發明的ZIGBEE微處理器芯片應用開發系統的調試 原理示意圖。
如圖2所示，該調試系統包括指令編輯器l，它可以由一個普 通計算機來實現，其中安裝有針對具體單片機(例如ZIGBEE微處理 器芯片)的開發和調試軟件，通過軟件的編程操作來產生期望傳輸到 所述單片機的指令；專用傳輸電纜2:根據具體單片機，目前最常見 的是USB接口或RS232接口的傳輸電纜，用于實現指令編輯器1和無 線適配器30的通信；無線適配器30;和被調試的單片機/微處理器 50。
作為本發明實施例的一個重要部件的無線適配器30是一個無線 協議適配器，例如是無線方式的JTAG適配器，它的主要作用是對專 用傳輸電纜2的通信協議的無線信號進行轉換，并且將該信號發送到
單片機/微處理器50中的與之配合的無線收發器61。并且該無線適
配器30還能夠接收來自被調試的單片機/微處理器芯片50中的該無
線收發器61所回饋的射頻信號，并從該回饋的射頻信號中提取反映 該單片機/微處理器當前工作狀態的數據，而且經過專用傳輸電纜2
將該數據回饋到指令編輯器l作為該指令編輯器l再次編輯和發送控 制指令的基礎。
作為本發明實施例的另一個重要組成部分的無線通道40是聯系 上述無線適配器30 (進而聯系指令編輯器l)和單片機/微處理器芯 片50的唯一通道。它是一個交互雙向的無線通道，用于在無線適配 器30和單片機/微處理器芯片50之間雙向地傳送符合例如ZIGBEE 通信協議的射頻信號。
如在圖2中所示，被調試試的單片機50與圖1中所示的已有技 術中的單片機5的區別在于其包括一個無線收發器61，該無線收發 器包括圖中沒示出的天線和調制解調器。該無線收發器61是基于 IEEE802. 15. 4協議棧的無線收發器。即該收發器從無線通道40接收 并解調符合IEEE802. 15. 4協議的調試指令，并將解調后的調試指令 送到調試接口電路62而最終實現指令編輯器1對于單片機的進行調 試的目的。
另一方面，反映該被調試的單片機50當前工作狀態的數據通過 調試接口電路62送到該無線收發器61。通過無線通道40，無線收發 器61把收到的反映該被調試的單片機50當前工作狀態的數據反饋上 傳到無線適配器30，最終通過專用電纜2到達指令編輯器1，作為該 編輯器1進一步對該被調試的單片機50發出調試指令的基礎。
如圖2所示，與已有技術的圖1所示相同，被調試的單片機50 還包括作為單片機最核心部分的單片機內核7(類似PC機中的CPU)、 非易失存儲器8 (—般通稱ROM。是單片機掉電后，數據不丟失的存 儲器，目前使用最多的是FLASH，是單片機用來存儲程序和保存數據 的)、易失存儲器9 (一般通稱RAM，是單片機掉電后其中的數據會 丟失的存儲器，是程序運行過程中保存數據的地方，與非易失存儲器 8不同的是，它的讀寫速度非常快，二者在速度上差很多數量級)以
及單片機外圍設備10 (常見的有UART， SPI， I2C， IO等接口控制電 路)實際上單片機內部的調試接口電路部分62也應該屬于是單片機 外圍設備10的一部分，但是在本發明的解釋中該單片機內部的調試 電路部分6具有重要的位置，因此特別將其單獨示出。
下面通過操作過程來再次詳細說明本發明實施例的無線調試系 統的不同于已有技術的特征內容。
如上所述，對于一個單片機/微處理器進行調試的過程是一個用 戶通過指令編輯器與被調試的單片機/微處理器進行交互而實現的
(業內被稱作DEBUG過程de:英語詞頭，消除的意思；bug:壞蟲。 Debug在這里就是清除程序中的錯誤的過程)。
根據本發明實施例的無線適配器30接收并轉換專用傳輸電纜2 的傳來的指令數據，其中的調制解調器按照IEEE802. 15. 4協議把接 收的指令數據調制到無線載波上(例如通過IEEE802. 15. 4建議的 2. 4GHzDSSS/QPSK(正交相移鍵控調制))，并且通過天線發送載有該 指令數據的射頻信號。
由無線適配器30發出的上述載有指令數據的射頻信號通過無線 通道40傳送到單片機/微處理器芯片50中的無線收發器61。無線收 發器61中的調制解調器從接收的信號中解調出控制指令數據并且將 該控制指令數據傳送到調試接口電路62。該調試接口電路62執行根 據指令數據的調試，并且即時地將該單片機/微處理器50的當前狀態 /錯誤信息數據返回到無線收發器61。
無線收發器61中的調制解調器同樣按照IEEE802. 15. 4協議把 該當前狀態/錯誤信息數據調制到無線載波上并通過沒示出的天線發 送。
由單片機/微處理器芯片50中的無線收發器61發出的上述載有 當前狀態/錯誤信息數據的射頻信號通過無線通道40傳送到無線適 配器30。無線適配器30中的調制解調器從接收的信號中解調出該當 前狀態/錯誤信息數據并且將這些數據反饋傳送到指令編輯器1。該 指令編輯器1隨即執行對于該當前狀態/錯誤信息數據的分析，并且 根據數據的分析結果來編輯出針對被調試單片機/微處理器芯片50的錯誤狀態的新的指令數據，用于下一步的下行發送。
通過上述的在無線適配器30和被調試單片機/微處理器芯片50
中的無線收發器61之間的符合例如ZIGBEE通信協議的射頻信號的雙 向傳送，實現了對于被調試單片機/微處理器芯片的無線調試。
利用本發明上述實施例的無線調試系統，由于僅通過IEEE 802. 15. 4的無線通信協議的無線通道來將作為調試器的指令編輯器 和作為調試目標的單片機電路板連接到一起，使得兩著之間沒有任何 有線連接，從而有效地避免了已有技術中的調試過程中的互相干擾， 達到可靠快速和便捷的調試操作。
雖然上文的描述和附圖提供了本發明的優選實施例，但應理解 的是，在不偏離如所附權利要求定義的本發明原理的精神和范圍的條 件下，可以作出各種添加、修改和替代。本專業技術人員將理解到， 在本發明的實踐中可以使用形式、結構、設計、連接方式、組件與元 件等許多修改，在不背離本發明原理的條件下，以這樣的修改來適應 具體的環境和操作要求。因此，給出的公開實施例在各方面都將被認 為是說明性的和非限制性的，本發明的范圍由附加的權利要求及其法 律上的等同物所揭示，而不局限于上述的描述。
權利要求
1.一種交互傳輸無線(RF)傳輸通道，用于單片機調試系統中，其特征在于將指令編輯器所編輯的IEEE802.15.4的調試指令所調制的載波信號下傳到被調試的單片機，并且將反映該被調試的單片機的工作狀態的數據信息反饋傳送到該指令編輯器而作為其再次發送調試指令的基礎。
2. —種無線調試系統，其特征在于包括 指令編輯器，用于編輯對單片機/微處理器芯片進行調試的調試指令；無線適配器，所述無線適配器包括協議轉換器，用于根據預定協議轉換經過專用電纜從所述指 令編輯器接收的調試指令，和調制解調器，用于調制所述調試指令以便通過一個天線把調制的無線信號發送到作為調試對象的單片機/微處理器芯片；并且從所述的單片機/微處理器芯片接收無線信號，并從接收的信 號中解調出反映所述單片機/微處理器芯片當前狀態的數據而反饋到 所述的指令編輯器；將指令編輯器所編輯的調試指令所調制的載波信號 交互傳輸無線傳輸通道，用于連接所述的協議轉換器和被調試 的單片機/微處理器芯片，以便將載有所述指令編輯器所編輯的 IEEE802. 15. 4調試指令的無線信號下傳到被調試的單片機/微處理 器芯片，并且將載有反映該被調試的單片機/微處理器芯片的工作狀 態的數據信息的無線信號反饋上傳到該指令編輯器而作為其再次發 送調試指令的基礎；單片機/微處理器芯片，用作系統的被調試對象，包括無線收發器，所述的無線收發器包括調制解調器，用于 解調通一個天線從所述的無線通道接收的無線信號而獲得調 試指令；并且以所述的單片機/微處理器芯片的當前工作狀態數據來調制 無線信號并利用所述天線經所述無線通道上傳該調制的無線信號。
3. 根據權利要求2的無線調試系統，其特征在于，其中采用的預 定協議是IEEE 802. 15. 4協議。
4. 根據權利要求2的無線調試系統，其特征在于，其中包括在 所述的單片機/微處理芯片中的無線收發器是基于IEEE 802. 15.4協 議的無線收發器。
全文摘要
一種無線調試系統，包括指令編輯器、無線適配器、交互無線傳輸通道和被調試的單片機/微處理器芯片。該交互無線傳輸通道連接無線適配器的協議轉換器和被調試的單片機/微處理器芯片中的無線收發器，以便將載有該指令編輯器所編輯的調試指令的無線信號下傳到被調試的單片機/微處理器芯片，并且將載有反映該被調試的單片機/微處理器芯片的工作狀態的數據信息的無線信號反饋上傳到該指令編輯器而作為其再次發送調試指令的基礎。
文檔編號H04L29/06GK101179585SQ20071030215
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者王鏡純 申請人:王鏡純