Dynamische foutopsporing in een microprocessor verwijst naar de technieken en hulpmiddelen die worden gebruikt om de uitvoering van een programma *terwijl het actief is* te analyseren en problemen op te lossen. Het is in tegenstelling tot statische foutopsporing, waarbij code wordt geanalyseerd zonder deze daadwerkelijk uit te voeren (bijvoorbeeld codebeoordeling, statische analysehulpmiddelen).
Dynamische foutopsporing biedt een realtime inzicht in het gedrag van het programma, waardoor ontwikkelaars het volgende kunnen doen:
* Stel breekpunten in: Pauzeer de uitvoering op specifieke punten in de code om variabelen, registers en geheugen te inspecteren.
* Stap door de code: Voer instructies één voor één uit (single-stepping) of in kleine groepen om de programmastroom en gegevenswijzigingen te observeren.
* Variabelen en geheugen inspecteren: Onderzoek de waarden van variabelen, registers en geheugenlocaties op elk moment tijdens de uitvoering.
* Variabelen bekijken: Bewaak de waarden van specifieke variabelen automatisch terwijl het programma wordt uitgevoerd.
* Trace-uitvoering: Registreer de volgorde van de uitgevoerde instructies en geef een gedetailleerde geschiedenis van het programmapad.
* Variabelen en geheugen aanpassen: Wijzig variabelewaarden of geheugeninhoud direct om verschillende scenario's te testen of runtimefouten op te lossen.
Hulpmiddelen en technieken:
Dynamische foutopsporing is doorgaans afhankelijk van tools als:
* Debuggers: Softwaretoepassingen (bijvoorbeeld GDB, LLDB) die de interface bieden voor het instellen van breekpunten, het doorlopen van code en het inspecteren van variabelen. Deze debuggers werken vaak samen met de microprocessor via een debugging-interface (bijvoorbeeld JTAG, SWD).
* Logische analysers: Hardwareapparaten die signalen opvangen op de bussen en pinnen van de microprocessor, waardoor een gedetailleerd beeld ontstaat van de interacties op laag niveau. Ze zijn handig voor het opsporen van hardwaregerelateerde problemen of wanneer softwarefoutopsporingsprogramma's niet voldoende zijn.
* In-circuit emulators (ICE's): Deze vervangen de feitelijke microprocessor op de doelhardware, waardoor gedetailleerde controle en observatie van de uitvoering van het programma mogelijk is zonder het doelsysteem te beïnvloeden. ICE's bieden uitgebreide debugging-mogelijkheden, maar zijn duurder dan software-debuggers.
* Simulatoren: Software die het gedrag van een microprocessor en zijn randapparatuur simuleert, waardoor foutopsporing mogelijk is voordat de code op daadwerkelijke hardware wordt geïmplementeerd. Dit kan erg handig zijn voor de ontwikkeling in een vroeg stadium en voor het vinden van logische fouten voordat er hardwareproblemen optreden.
In wezen stelt dynamisch debuggen ontwikkelaars in staat actief te communiceren met een actief programma, het gedrag ervan te observeren en de hoofdoorzaak van fouten tijdens runtime te achterhalen, waardoor het een essentieel hulpmiddel wordt voor softwareontwikkeling en het debuggen van microprocessorsystemen. |