Trace-Visualisierung stützt das Debugging von RTOS-basierter Firmware

Percepio ist ein Spezialist in der RTOS-Trace-Visualisierung und Hersteller der Tracealyzer-Tools, die Einblicke in die Laufzeitwelt bieten.

Das Visualisierungs-Tool bietet mehr als 25 interaktive Ansichten, die zahlreiche Aspekte des Echtzeitverhaltens offenbaren. Sie stützen sich dabei auf RTOS-Ereignisse, Speicherzuweisungs-Ereignisse und kundenspezifische User-Ereignisse im Applikations-Code.

Die Spanne der Visualisierungen reicht von detaillierten grafischen Traces und Test-Logs bis zu individuellen Daten-Plots, Task-Statistiken und Abhängigkeitsgraphen. Sämtliche Ansichten sind zudem miteinander verknüpft, sodass Sie sich von Anomalien in den abstrakten Darstellungen zu den einzelnen Ereignissen vorarbeiten können. Auch ein Wechsel zwischen verschiedenen Perspektiven ist problemlos möglich, ohne die Fokussierung auf das jeweilige Problem aufzugeben.

Tracealyzer ist ein eigenständiges Tool, das parallel zu einem vorhandenen Debugger verwendet werden kann. Es erfordert keinerlei besondere Hardware und ist auf praktisch jedem Prozessor lauffähig, sofern ein unterstütztes RTOS eingesetzt wird.

Kontinuierliches Streaming ermöglicht das Tracing des Systems über lange Zeitspannen hinweg, während das Tracing an einen RAM-Puffer das Sammeln von Traces ohne Debugger-Verbindung im Rahmen von Feldtests oder an bereits im Einsatz befindlichen Systemen zulässt.

Einige Kunden aktivieren Tracealyzer im Produktions-Code und erfassen Traces aus der Ferne. Dies gibt den Entwicklern detaillierte Problemdiagnosen aus dem Praxisbetrieb in die Hand, die sonst beinahe unmöglich zu reproduzieren wären.

Die Haupt-Traceansicht (Main Trace View) visualisiert alle Daten entlang einer vertikalen Zeitachse und fokussiert sich auf die Ausführung von Tasks, sowie auf Interrupthandler und Ereignisse wie etwa RTOS-API-Aufrufe und Ihre eigenen anwenderspezifischen Ereignisse.

Jedem Task und jedem Interrupthandler wird abhängig von der Priorität eine eigene Farbe zugewiesen, die übereinstimmend in allen Ansichten benutzt wird. Mit einem Doppelklick auf einen Task, eine ISR oder ein Ereignis öffnet sich eine weitere Ansicht, die relevante Ereignisse zeigt.

Der CPU Load Graph gibt auf einer horizontalen Zeitachse an, wie viel Prozessorzeit die einzelnen Tasks und Interrupts verbrauchen. Dies bietet einen Überblick über den Trace und ermöglicht die Fokussierung auf die Haupt-Traceansicht durch einen einfachen Doppelklick im Diagramm.

Mit User Events ist ein explizites Logging gemeint, das ähnlich wie der klassische ‚printf‘-Aufruf in den Applikations-Code eingefügt wird. Allerdings geht die Verarbeitung deutlich schneller und dauert auf den meisten 32-Bit-MCUs nur wenige Mikrosekunden. User Events werden in der Hauptansicht mit gelben Beschriftungsfeldern angezeigt und lassen sich nutzen, um für das Debugging oder die Performance-Analyse weitere Details über den Applikations-Kontext beizusteuern.

Wie in den meisten anderen Ansichten auch, ist jeder Listeneintrag mit dem zugehörigen Ereignis in der Haupt-Traceansicht verknüpft. Ein Doppelklick fokussiert die Hauptansicht somit auf das entsprechende Ereignis.

Auch die dynamische Speichernutzung lässt sich analysieren. Auch wenn die dynamische Speicherzuweisung bei Embedded-Systemen allgemein als schlechtes Verfahren gilt, ist sie gelegentlich notwendig. Tracealyzer ermöglicht Ihnen das Analysieren der Zuweisungen und wartet sogar mit einem Filter auf, mit dem sich Speicherlecks einfacher finden lassen.

Tracealyzer wird für führende RTOS-Produkte und auch für Linux-Systeme angeboten. Es bietet direkte Unterstützung für die meisten 32-Bit-Prozessoren (einschließlich ARM) und lässt sich einfach auf andere Architekturen portieren. Weitere Informationen finden Sie auf der Website https://percepio.com. Dort finden sich unter https://percepio.com/gettingstarted/ auch Tutorials.