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随着集成电路技术的飞速发展，芯片规模越来越大，集成度和复杂度也越来越高，这就对芯片调试提出了更高的要求。一个高效可靠的芯片调试系统是提升芯片开发的效率、保证芯片成功率和可靠性的关键手段。
片上调试(On-Chip Debugging，OCD)是目前应用最广泛的一种芯片调试技术，它是一种在芯片内部提供相应调试功能模块的调试技术，目前最流行的OCD技术是JTAG技术。联合测试行动小组(Joint Test Action Group，JTAG)是一种国际标准测试协议IEEE1149.1，主要作用是完成芯片内部测试。它具有灵活高效、易于实现等优点，是目前使用最为广泛的调试技术，大规模应用在各种处理器芯片中。
本文通过研究与对比主流处理器如ARM、INTEL等的调试系统，综合学习各方先进设计理念如trace跟踪、现场保护与恢复、指令插入执行等功能，又针对如ARM调试系统结构过于复杂等问题进行简化与改进，基于自研处理器提出并设计实现了一种基于JTAG接口的调试系统。该调试系统的接口设计复用遵循IEEE1149.1协议的标准JTAG接口设计,无需额外设计且稳定性高，同时也可以快速适配市场上的各种开源调试软件，节约调试软件工具开发时间。简化片内调试硬件模块设计，采用内部逻辑电路互连实现调试系统与CPU的数据交互,同时只设计3条专用调试指令即实现调试系统的寄存器读写和指令执行功能，详情可参见1.3节，指令设计结构简单、灵活高效、便于操作。此外，该调试系统功能强大，除了实现调试中断、断点设置、单步调试、寄存器和存储器读写等基本调试功能外，还具有调试现场保护与恢复、Trace Buffer、指令插入执行等高级调试功能。
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作者信息：
张梅娟，辛昆鹏，王丽娟，邓佳伟
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 214063）
