Um Entwicklern ein besonders leicht zu bedienendes und gleichzeitig hocheffizientes Tool für das Debuggen, Tracen und Testen von Embedded-Software auf Mikrocontrollern und Embedded-Prozessoren bereit stellen zu können, wurde unter anderem für die Laufzeitanalyse von RTOS- und AUTOSAR-basierten Applikationen die Funktion zur CPU-Auslastung erweitert. Ab sofort können die Daten für die Berechnung nicht nur durch das Trace-System des jeweiligen Microcontrollers ermittelt werden, sondern alternativ auch durch Abtastung über das Debug-Interface. Diese Methode ist zwar statistisch etwas ungenauer, bietet aber auch den großen Vorteil, dass die CPU-Auslastung auch für MCUs ohne Trace-Unterstützung ermittelt werden kann.

Eine noch detailliertere Visualisierung des Laufzeitverhaltens von AUTOSAR-Applikationen ermöglichen zusätzliche Betriebssystem-Hooks, die im AUTOSAR Runtime Interfaces (ARTI) definiert sind. UDE nutzt diese, um nun auch Service-Calls und Spinlocks zusätzlich zu den Tasks und Interrupts im Execution Sequence Diagramm darzustellen. Damit ist eine noch exaktere Analyse des Applikations- und Betriebssystemverhaltens möglich, und etwaige Performanceprobleme lassen sich leichter identifizieren.

Um die Entwicklung von Skripten für die Automatisierung von Debug-Aufgaben und Softwaretests mittels der populären Skriptsprache Python zu erleichtern, bietet PLS‘ UDE 2026 innerhalb der integrierten Python-Konsole künftig zudem einen eigenen Script-Debugger an. Dieser erlaubt sowohl Breakpoints und Single-Stepping im Python Code als auch die Anzeige von Python-Variablen über ein eigenes Watch-Fenster. Zudem erfolgten bei der UDE 2026 spezielle Erweiterungen und Anpassungen für einzelne MCU-Familien und Bausteine wie beispielsweise den Infineon AURIX TC4Dx, das erste Mitglied der TC4x Familie. So wurde beispielsweise für die Laufzeitbeobachtung von virtualisierten Applikationen die Trace-Unterstützung erweitert, wodurch nun auch die vom Hardware-Hypervisor des TC4x verwalteten Virtual Machines in den Trace-Aufzeichnungen sichtbar werden. Außerdem unterstützt die UDE 2026 nun auch die Trace-Funktionen im sogenannten Production Device. Dies bietet den großen Vorteil, dass Traces nicht nur während der Entwicklungsphase unter Benutzung kostenintensiver Emulation Devices aufgezeichnet werden können, sondern auch später im Feld unter Einsatz der Standard-MCUs. Hardwarebedingt ist die Trace-Funktionalität jedoch hinsichtlich der verfügbaren Trace-Speichergröße eingeschränkt und erlaubt nur eine einzige Trace-Aufzeichnung nach einem Neustart bzw. Reset der Applikation respektive des Controllers.

Für die AURIX TC3xx-basierten TTControl Steuergeräte der TTC 2300 und der TTC 2030 Serien bietet PLS‘ UDE 2026 darüber hinaus vorbereitete Target-Konfigurationen, die Anwendern dieser ECUs eine Ready-to-Work Debug-Umgebung bereitstellen, ohne dass vorher die ECU-spezifischen Konfigurationen durch den jeweiligen Entwickler selbst vorgenommen werden müssen.

Von den weiter optimierten Test-, Debug- und Trace-Funktionen der UDE 2026 profitieren auch viele von PLS neu unterstützten Architekturen, Baustein-Familien und embedded-Prozessoren. Einen Schwerpunkt bilden dabei auf Arm® Cortex®-Kernen basierende Controller wie beispielsweise die S32K5 Automotive MCUs von NXP, die STM32H5-MCU von STMicroelectronics, die Mixed-Signal Industrial Microcontroller MSPM0 und MSPM33 von Texas Instruments, die neueste MCU-Generation der Infineon MOTIX-Familie sowie die Multi-Core Automotive MCUs der THA6 Gen2 Serie des chinesischen Chip-Herstellers Tongxin Micro. Für die offene RISC-V Architektur hat PLS die Unterstützung der AndesStar V5 32-Bit Architektur von Andes implementiert. Erste Anwender nutzen bereit UDE® für die Softwareentwicklung auf dem darauf basierenden AndesCore D23 Kern.

Die breite Markteinführung der UDE® 2026 ist ab Anfang Mai dieses Jahres geplant.

Der Automotive RISC-V Prototype besteht aus einem RISC-V Core Virtual Prototype (VP), der auf dem Synopsys Virtual Development Kit (VDK) basiert. Er wird mit Softwaretreibern und einem Projekt-Template für Rapid Prototyping zu einem Software Development Kit (SDK), das die Entwicklung von Software bereits in der Pre-Silicon-Phase ermöglicht. Das VDK modelliert die komplette MCU einschließlich des RISC-V-basierten Multicore-Clusters, des Interrupt-Controllers, der Interprozessor-Kommunikation und der bewährten Automobilperipheriegeräte.

Aus Sicht der UDE-internen Core-Debugger wird der RISC-V-Prototyp als virtuelles Target betrachtet. In Bezug auf die Benutzerschnittstelle gibt es jedoch keinen Unterschied zu einem echten Mikrocontroller. Die UDE bietet den Nutzern der RISC-V-Simulatorplattform ein Frontend mit den gleichen Debugging-Funktionen, die sie von echter Hardware gewohnt sind. Dazu gehört das Debugging von C- und C++-Quellcode, der mit dem RISC-V GCC-Compiler oder dem RISC-V LLVM-Compiler von HighTec kompiliert wurde, sowie das Debugging von Assembler-Code für den RISC-V-Befehlssatz (ISA). Für Multi-Core-Anwendungen bietet UDE dedizierte Core-Synchronisationsunterstützung für Run-Control und Multi-Core-Breakpoints. Die detaillierte Registerdatenbank von UDE ermöglicht den Zugriff auf alle MCU-Submodul- und Peripherie-Register. Für eine detaillierte Laufzeitbeobachtung des ausgeführten Codes auf dem Automotive RISC-V Prototyp werden die Trace-Funktionen von UDE mit der Trace-Schnittstelle des VDK verbunden. Basierend auf den aufgezeichneten Trace-Daten ermöglicht die UDE unter anderem die Visualisierung der Funktionsausführung im Zeitverlauf, die Messung von Ausführungszeiten zur Berechnung von Profiling-Informationen und die Rekonstruktion des Call-Graphen ausgeführter Funktionen. Da die Verwendung von UDE sowohl für das virtuelle Target als auch für die reale Hardware völlig identisch ist, wird der Übergang zu RISC-V-basiertem Silizium erheblich vereinfacht. Für diesen Schritt ist kein Wechsel des Tools erforderlich.

„Angesichts des zunehmenden Wettbewerbsdrucks unter den Automobilherstellern wird es immer wichtiger, Systementwicklern bereits in der Pre-Silicon-Phase neuer High-End-Mikrocontroller-Generationen Entwicklungswerkzeuge zur Verfügung zu stellen, mit denen sie frühzeitig mit der Applikationsentwicklung beginnen können. Besonders wichtig ist dabei, dass der anschließende Übergang zur realen Hardware konsistent und nahtlos in Bezug auf Produktivität, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit verläuft. Als langjähriger Tool-Partner von Infineon können wir mit der UDE 2025 sowohl bestehenden AURIX-Anwendern als auch zukünftigen Neueinsteigern ein Produkt anbieten, das diese Anforderungen auch im Hinblick auf den Automotive RISC-V Prototypen voll erfüllt", sagt Jens Braunes, Product Marketing Manager bei PLS.

"Wir freuen uns, dass die UDE Universal Debug Engine von PLS unseren Automotive RISC-V-Prototypen unterstützt und es unseren Kunden so ermöglicht, ihre Anwendungen schon früh im Designprozess zu entwickeln und zu testen. Diese Partnerschaft hilft unseren Kunden, ihre Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Gesamtqualität ihrer Anwendungen zu verbessern. Durch unsere Zusammenarbeit wollen wir die Verbreitung von RISC-V in der Automobilindustrie vorantreiben und einen neuen Standard für automobile Mikrocontroller etablieren", sagt Thomas Schneid, Senior Director Software, Partnership and Ecosystem Management bei Infineon Technologies.

Infineon Technologies AG

Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führendes Unternehmen der Halbleiterindustrie für Energieversorgungssysteme und IoT. Mit seinen Produkten und Lösungen treibt Infineon die Dekarbonisierung und Digitalisierung voran. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 58.060 Mitarbeiter und erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2024 (Ende: 30. September) einen Umsatz von rund 15 Milliarden Euro. Infineon ist an der Frankfurter Wertpapierbörse notiert (Ticker-Symbol: IFX) und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International (Ticker-Symbol: IFNNY). Weitere Informationen finden Sie unter www.infineon.com.

Das GTM von Bosch ist in einer Vielzahl von Automotive Microcontrollern implementiert. Es erlaubt die Erfassung digitaler Signale mehrerer Eingänge und die Erzeugung von Signalen an mehreren Ausgängen in Echtzeit. Neben einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionsblöcke zur Signalerfassung, -filterung und -erzeugung verfügt das GTM auch über mehrere programmierbare RISC-basierte Multi-Channel Sequencer (MCS), die sich unter anderem für die Erzeugung nahezu beliebiger Ausgangssignalformen mit komplexer Pulsweitenmodulation (PWM) nutzen lassen. Die acht Programmierkanäle eines MCS können dabei parallel agieren, wobei eine synchrone Signalerzeugung gewährleistet bleibt. Für die Programmierung der MCS stehen C-Compiler verschiedener Hersteller zu Verfügung.

Mit dem Virtual Prototype des GTM in der Entwicklungsumgebung COSIDE von COSEDA Technologies lässt ich das General Timer IP Module vollumfänglich und präzise bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit simulieren. Die Simulation erfolgt dabei unabhängig vom konkret eingesetzten Microcontroller. Die leistungsfähigen Modellierungsmethoden von COSIDE erlauben es, sowohl die analoge und digitale Umgebung als auch die Controller-Software effizient abzubilden. Zahlreiche interne Debugwerkzeuge wie z.B. ein leistungsfähiger Waveviewer gestatten darüber hinaus die Beobachtung und Analyse aller internen Signale und Zustände zu jedem beliebigen Zeitpunkt. Die mit COSIDE erzeugten virtuellen Prototypen können auch als ausführbare Spezifikation oder pre-silicon Prototyp zur Soft- und Hardware Entwicklung and Kunden geliefert werden.

Für das komfortable Debugging und den Test speziell der MCS-Kanalprogramme bietet die UDE COSIDE-Anwendern als Frontend die gleichen Debug-Funktionen, die sie von echter Hardware gewohnt sind: Breakpoints, Single-Step-Betrieb und die Anzeige der Register- und Speicherwerte. Die Softwareentwicklung auf dem virtuellen Prototypen des GTM bietet eine ganze Reihe zusätzlicher Vorteile: Während beim Debugging direkt auf einer GTM-Hardwareimplementierung nur zwei Hardware- und keinerlei Software-Breakpoints zur Verfügung stehen, ist beim Debugging auf dem Simulator von COSEDA prinzipbedingt die Anzahl von nutzbaren Breakpoints unbegrenzt. Beim Erreichen eines Breakpoints wird zudem das gesamte GTM-Model angehalten, was einem Einfrieren der Zeit gleichkommt. Das somit nicht-invasive Debugging hat keinerlei Einfluss auf das Systemverhalten. Zudem ist die Simulation zu 100 Prozent reproduzierbar und der Debug-Prozess wird deutlich vereinfacht.

Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung der UDE als Debugger-Frontend für COSIDE zu guter Letzt auch einen deutlich einfacheren Wechsel zum GTM auf realer Hardware. Da die Bedienung der UDE sowohl für den Simulator als auch für die echte Hardware völlig identisch ist, ist für diesen Schritt kein Tool-Wechsel erforderlich.

COSEDA Technologies GmbH

Die COSEDA Technologies GmbH wurde 2015 in Dresden gegründet. Das Unternehmen bietet seinen Kunden aus der Halbleiter- sowie Automobilzuliefererindustrie mit der Designplattform COSIDE® ein einzigartiges Software-Werkzeug für den Entwurf innovativer heterogener Hardware- und Softwaresysteme. Komplexe elektronische Systeme lassen sich damit in einer Umgebung modellieren und auch als virtueller Prototyp simulieren. COSEDA Technologies macht somit modernste Systementwurfs- und Verifikationsmethoden effizient und praktisch anwendbar. Ausführliche Informationen zu COSEDA Technologies finden Sie auf unserer Webseite unter www.coseda-tech.com.

Besonders benutzerfreundlich und im Praxisalltag überaus hilfreich ist das neue Easy-to-work-Startfenster der UDE 2025. Sofort nach dem Programmstart und zeitlich sortiert erhalten Anwender nun direkten Zugang zu ihren zuletzt benutzten Debugger-Workspaces. Auch das Anlegen einer neuen Debugger-Sitzung nimmt dank der intuitiven Gestaltung jetzt noch weniger Zeit in Anspruch.

Weiter optimiert wurde das Execution Sequence Chart, welches die zeitliche Abfolge von ausgeführten Funktionen oder Betriebssystem-Tasks visualisiert. So kann nun eine bestimmte Funktion über ihren Namen gesucht werden, was insbesondere bei großen, per Trace aufgezeichneten Datenmengen sehr hilfreich ist. Darüber hinaus wurden die Navigationsfunktionen zur Verfolgung des Programmablaufs entlang der Zeitachse erweitert und verbessert. Damit lassen sich jetzt Funktionsaufrufe und Rücksprünge direkt per Tastatureingaben sehr einfach und effizient nachvollziehen.

Die Visualisierung von Funktionen im Execution Sequence Chart, die Listendarstellung des aufgezeichneten Programm-Traces im UDE Trace-Window, sowie der aus den Trace-Daten ermittelte Call-Graph kann in der UDE 2025 nunmehr zeitlich synchronisiert werden. Entwickler sind damit in der Lage, schnell zwischen den einzelnen Darstellungen zu wechseln und effizient das Laufzeitverhalten der Applikation z.B. an kritischen Stellen umfassend zu untersuchen.

Für die detailliertere Untersuchung des Zeitverhaltens insbesondere von Echtzeitbetriebssystemen oder von AUTOSAR-Software mittels Timing-Analysis- bzw. Visualisierungs-Tools von Drittanbietern stellt die UDE 2025 nicht nur eine sehr benutzerfreundliche Trace-Aufzeichnung zur Verfügung. Sie bietet auch komfortable Export-Funktionen für diese Daten, die dann beispielsweise in die Werkzeuge von Vector oder INCHRON importiert und dort weiterverarbeitet werden können. Noch enger ist die Tool-Kopplung für das Timing-Analyse-Werkzeug T1.timing von GLIWA. Als Schnittstelle zur UDE 2025 wird auf die UDE-eigene Software-API für Debug- und -Testautomatisierung zurückgegriffen. Dies ermöglicht die direkte Integration der UDE-Funktionalitäten in T1.timing und damit einen besonders effizienten und komfortablen Workflow.

Um zusätzliche Features ergänzt wurden außerdem die UDE-internen Analyse-Funktionen für Echtzeitbetriebssysteme. Auf aufgezeichneten Trace-Daten basierend kann die CPU-Last nun für die einzelnen Tasks statistisch über die gesamte Beobachtungszeit ermittelt werden. Damit lassen sich sehr schnell und einfach erste Anhaltspunkte für eine Optimierung von echtzeitkritischen Applikationen ermitteln.

Für noch mehr Benutzerkomfort als bisher sorgen auch die Makrofunktionen der UDE 2025. Standen bislang für die Makro-Programmierung lediglich JavaScript und das in die Jahre gekommene VisualBasic zur Verfügung, können Anwender nun außerdem auch die gegenwärtig sehr populären Scriptsprache Python verwenden.

Die leistungsfähigen Debug- und Trace-Funktionen und der einzigartige Bedienkomfort der UDE 2025 kommen vor allem bei hochkomplexen Highend-Mikrocontrollern wie dem seit Ende 2024 verfügbaren AURIX TC4Dx-Chip von Infineon, der  RH850/U2C-Familie von Renesas, den S32K31-, S32K36- und i.MX RT1180- MCUs von NXP und dem Stellar SR6 G6 Line Controller von STMicroelectronics in vollem Umfang zum Tragen. Echtes Multi-Core-Debugging bietet die UDE 2025 ab sofort auch für die THA6 Serie von Tongxin Micro, Chinas erstem ASIL-D zertifiziertem Arm® Cortex®-R52 mit integriertem Bosch Generic Timer Module (GTM).

Für die nicht-invasive Systemanalyse und die Untersuchung von Fehlern im Laufzeitverhalten von Applikationen bietet die UDE 2025 eine breite Unterstützung für Hardware-Trace auf Microcontrollern an. So wurde beispielsweise speziell für die AURIX TC4x-Familie der Trace-Support auf die PPU (Parallel Processing Unit) erweitert. Damit lässt sich der Programmablauf des auf dem Synopsys ARC-EV-Kern basierenden Beschleuniger-Cores für KI-Anwendungen parallel zu den TriCore-Hauptkernen ebenfalls beobachten. Für die RH850/U2B-MCU von Renesas umfasst die Trace-Unterstützung jetzt auch die in diesem Baustein integrierte Bosch GTM. Neben der Aufzeichnung der GTM-eigenen Kanalprogramme lassen sich mittels Trace auch Signale der umfangreichen Timer-, Signalverarbeitungs- und Signalgenerierungsmodule der GTM aufzeichnen und in der Universal Debug Engine visualisieren.

Mit einer neu gestalteten Oberfläche präsentiert sich auch das UDE® Memtool, für die Programmierung von On-Chip-Flash bzw. externen Flash-Speichern. Künftig werden Anwender damit nun Schritt für Schritt durch den manuellen Programmierprozess geführt, was die Bedienung des Tools nochmals deutlich vereinfacht.

Die breite Markteinführung der UDE 2025 ist ab Mai dieses Jahres geplant.

Das bei Vector erhältliche Timing-Bundle für die UDE Universal Debug Engine von PLS basiert auf der Vector Steuergeräte-Basissoftware MICROSAR Classic sowie der TA Tool Suite. Die UDE übernimmt die komfortable und genaue Ablaufverfolgung mittels Trace direkt auf der Steuergeräte-Hardware. Für die benutzerfreundliche Trace-Aufzeichnung wird die Basissoftware-Schnittstelle „AUTOSAR Run Time Interface“ (ARTI) als standardisiertes Austauschformat genutzt und mittels des Tools DaVinci Configurator Classic konfiguriert.

PLS‘ UDE, ein leistungsfähiges Entwicklungswerkzeug zum Debuggen, Tracen und Testen von Embedded-Software für Mikrocontroller und Embedded-Prozessoren, zeichnet sich unter anderem durch seine intuitive Benutzeroberfläche aus. In Kombination mit den Debugger-Geräten UAD2pro, UAD2next oder UAD3+ aus PLS‘ Universal Access Device-Familie ermöglicht das vielseitig einsetzbare Tool die direkte Aufzeichnung des Laufzeitverhaltens von Steuergeräteapplikationen mittels On-Chip-Trace. Die UDE unterstützt dabei den ARTI-Standard sowohl für die AUTOSAR-Awareness als auch zur Bereitstellung von Trace-Daten für weiterführende Analysen durch Timing-Tools.

Die TA Tool Suite von Vector ermöglicht eine tiefgehende Analyse des Zeitverhaltens eines Steuergeräts. Darüber hinaus vereinfacht sie die Integration von Software unter Berücksichtigung von Timing-Aspekten. Dies erhöht die Effizienz und Reaktionsfähigkeit von Embedded-Echtzeitsystemen. Die Option TA.Inspection der TA Tool Suite dient dazu, Trace-Messungen aus der UDE über das MDF-ARTI-Format zu importieren. Damit lassen sich Antwortzeiten, Auslastung und andere Metriken einfach analysieren. Das Timing-Bundle deckt auch die Schritte ab, die zur Automatisierung des gesamten Prozesses erforderlich sind.

Weitere Informationen zum Timing-Bundle von Vector und PLS sind unter www.pls-mc.com/autosar-arti und www.vector.com/ta-tool-suite zu finden.

GLIWA T1.timing bietet für die Untersuchung und die Optimierung des Zeitverhaltens von Embedded Software eine breite Werkzeugpalette. Diese umfasst zum einen das Profiling aller relevanten Timing-Daten wie Core Execution Time (CET) oder Response Time (RT). Der Anwender kann Constraints wie z.B. akzeptierte Worst-Case-Ausführungszeit (WCET) definieren, die von T1.timing auf dem Target überwacht und für anwendungsspezifische Trigger verwendet werden können. Zum anderen wird Tracing unterstützt, um tiefe Einblicke in das Systemverhalten auf Betriebssystem- und Funktionsebene zu erhalten. In einem GANTT-Diagramm werden die Analyseergebnisse visualisiert. All dies kann zudem vom Anwender mit Hilfe einer API (T1.api) automatisiert werden.

T1.timing basiert auf Software-Tracing und benötigt einen Kommunikationskanal zum Herunterladen der Timing-Informationen vom Target und zum Hochladen von Kontrollinformationen zum Target. Dieser Kommunikationskanal wird von dem Debug- und Trace-Tool UDE über die Debugging-Hardware des jeweils zu analysierenden Controllers bereitgestellt.

Die UDE ist ein umfassendes und leistungsfähiges Entwicklungswerkzeug zum Debuggen, Tracen und Testen von Embedded-Software für Mikrocontroller und Embedded-Prozessoren. In Kombination mit den Debugger-Geräten UAD2pro, UAD2next oder UAD3+ aus der Universal-Access-Device-Familie ermöglicht die UDE eine schnelle und zuverlässige Kommunikation über spezifische Debug-Schnittstellen mit den Mikrocontrollern, die das Herzstück eines jeden Steuergeräts bilden. Zusätzlich zu den interaktiven Debugging-Funktionen bietet die UDE mit dem UDE Object Model eine offene und flexible Software-API für Scripting und Tool-Kopplung.

Ab dem Release GLIWA T1 V3.6.1 ist die PLS UDE nahtlos in die T1-HOST-SW integriert und erscheint nun in der Liste der verfügbaren Hardware-Schnittstellen. GLIWA T1 nutzt das UDE Object Model, dass es T1 ermöglicht, Timing-Informationen direkt von realer Steuergeräte-Hardware zu sammeln.

Mit der Kombination von T1.timing und PLS‘ UDE steht den Benutzern ein sehr einfaches und bequemes Werkzeug für die Optimierung der entwickelten Applikationen zur Verfügung. T1-HOST-SW erkennt automatisch die angeschlossene UDE im Host-System und bietet diese dem Anwender als Kommunikationsschnittstelle an. Anschließend nutzt T1.timing PLS‘ UDE für das Herunterladen der Timing-Informationen vom Target und zu dessen Steuerung. In einem nächsten Schritt können dann die Daten analysiert werden, um beispielsweise die CPU-Last zu reduzieren oder das Scheduling zu optimieren.

Schon in der Vergangenheit war es möglich, die PLS-Debugger-Infrastruktur zum Herunterladen von Trace-Daten zu nutzen und diese in T1.timing zu importieren. Dafür waren allerdings mehrere manuelle Schritte nötig und es wurden auch nicht alle Funktionen von T1.timing unterstützt. Die Integration der UDE in T1 bietet den Nutzern beider Tools deshalb gleich mehrere Vorteile:

• Deutlicher Effizienzgewinn durch reibungslose und einfache Integration der PLS UDE Universal Debug Engine als   Kommunikationsschnittstelle zu T1.timing.
• Höherer Bedienkomfort durch erweiterte Analyse- und Debugging-Möglichkeiten.
• Rapid Prototyping, da für die Entwicklung von Embedded Software keine zusätzliche Hardware/Software erforderlich ist.

Die Zusammenarbeit zwischen PLS und GLIWA ist als langfristige strategische Partnerschaft angelegt. Das bedeutet zum einen, dass beide Tools im Hinblick auf künftige neue Versionen aufeinander abgestimmt werden, um die Interoperabilität der Werkzeuge auch in Zukunft zu gewährleisten. Zum anderen wird die Integration der UDE in GLIWA T1 kontinuierlich um neue Funktionen für die Kunden erweitert.

Erstmals verfügbar ist die PLS UDE-Integration in der ab sofort erhältlichen Version T1.timing V.3.6.1.  

GLIWA GmbH & Co. KG

GLIWA ist der Technologieführer im Bereich der Ressourcenanalyse für embedded Software. Die Analysesuite T1 bietet erstklassige Werkzeuge zum Entwickeln, Visualisieren, Optimieren und Verifizieren des Timings, des Stackbedarfs und des Speicherbedarfs. T1 wurde in tausenden Serienprojekten im Automobilbereich eingesetzt und wurde so zum De-facto-Standard. Mit T1 ist keine spezielle Hardware oder das Anhalten eines laufenden Systems erforderlich. T1 arbeitet während der Entwicklung, am Prüfstand und in der realen Umgebung. Es kann sogar in der endgültigen Softwareversion belassen werden, um in der Serie das Laufzeitverhalten der Software zu überwachen. ISO 26262 ASIL-D-zertifizierte Versionen sind verfügbar

Der in einer für Automotive-Anwendungen qualifizierten 5-nm-Prozesstechnologie gefertigte S32N55-Prozessor wurde für zentrale Fahrzeugsteuerungen entwickelt, die Dutzende von elektronischen Steuergeräten (ECUs) in neuen softwaredefinierten Fahrzeugen (SDVs) konsolidieren können. Die Echtzeit-Rechenleistung des S32N55-Prozessors wird von 16 Arm® Cortex®-R52 Split-Lock-Cores bereitgestellt. Für das Systemmanagement und die Kommunikation stehen zusätzlich Cortex-M7-Hilfskerne zur Verfügung. Die zentrale Verbindung basiert auf einem Network-on-Chip (NoC), welches das Routing des Datenverkehrs zwischen den Subsystemen ermöglicht. Mittels Hardware-Isolierung und Virtualisierungsfunktionen ist der S32N55-Prozessor in der Lage, die funktionale Sicherheit nach ISO 26262 ASIL D zu unterstützen.

Bei der Entwicklung von Software für den S32N55-Prozessor profitieren die Entwickler unter anderem von der intuitiven Benutzeroberfläche der UDE, die ein äußerst effizientes Debugging und die Laufzeitanalyse der Applikationen ermöglicht. Innerhalb der UDE sind sowohl die Cortex-R52-Hauptkerne also auch die Cortex-M7-Hilfskerne alle sichtbar und können über die gemeinsame Debugger-Benutzeroberfläche gesteuert werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, für jeden Kern separate Debugger-Instanzen zu öffnen. Die Debugger-Benutzeroberfläche lässt sich leicht an die jeweiligen Anforderungen anpassen und unterstützt selbstverständlich den Multiscreen-Betrieb. Frei konfigurierbare Perspektiven ermöglichen es, mehrere Ansichten zu definieren und zwischen ihnen zu wechseln, um sich auf eine bestimmte Debugging-Aufgabe zu konzentrieren. Vordefinierte Konfigurationen für den S32N55 Vehicle Super-Integration Processor ermöglichen es Entwicklern außerdem, schnell mit ihrer eigentlichen Debug- oder Testaufgabe zu beginnen, ohne sich um detaillierte Einstellungen kümmern zu müssen.

Eine weitere wichtige Multicore-Debugging-Funktion der UDE ist die standardmäßige Run-Control-Synchronisierung aller Kerne über eine Run-Control-Gruppe. Breakpoints und Single-Stepping sind für alle Kerne wirksam, unabhängig davon, welcher Kern den Haltepunkt trifft oder für welchen Kern die Einzelschritte ausgeführt werden. Dies hilft, einen konsistenten Zustand der jeweiligen Anwendung während des Debuggens zu erhalten.

Abhängig von der Software-Partitionierung der auf dem S32N55-Prozessor laufenden Anwendungen und den jeweiligen Debug-Szenarien kann das Synchronisationsverhalten der UDE  flexibel verändert werden. Das integrierte Run-Control-Management der UDE erlaubt es dem Anwender, eine Run-Control-Gruppe so zu definieren, dass beispielsweise nur eine Teilmenge der Cores synchronisiert wird. Um alle Kerne einzeln steuern zu können, kann die Synchronisation auch komplett deaktiviert werden. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen Aufgaben auf mehrere Kerne verteilt sind und gemeinsamer Code verwendet wird, erleichtert die Multicore-Breakpoint-Funktion der UDE das Debugging erheblich. Ein Multicore-Breakpoint ist unabhängig davon wirksam, welcher Kern den jeweiligen Code gerade ausführt.

Für ein besonders effizientes, nicht-invasives Debugging und die Laufzeitanalyse von Multicore-Anwendungen bietet die UDE Entwicklern außerdem eine Reihe nützlicher Funktionen, die auf den aufgezeichneten Trace-Informationen des im S32N55 Debug-System integrierten Arm® CoreSight Trace-Systems basieren. Die gewonnenen Informationen zum Programm- und Datenfluss der Cores und den Datentransfers mit anderen Komponenten über das NoC geben Entwicklern einen detaillierten Einblick in das Laufzeitverhalten des Systems. Aufsetzend auf den aufgezeichneten Trace-Daten stellt die UDE umfangreiche Analysefunktionen zur Verfügung. Dazu gehören Profiling, Call-Graph-Analyse und Code-Coverage zur Qualitätsüberprüfung von Softwaretests.

Für die externe Aufzeichnung von Trace-Daten stehen das Universal Access Device UAD2next mit 512 MB bzw. das UAD3+ mit bis zu 4 GB Trace-Speicher zur Verfügung. Die Trace-Daten werden mit hoher Geschwindigkeit über eine parallele Trace-Schnittstelle vom Chip zur Universal Debug Engine übertragen. Alternativ kann der Trace auch im On-Chip-Speicher aufgezeichnet werden. In diesem Fall werden die Trace-Daten über die Standard Arm® Serial Wire Debug (SWD) Schnittstelle heruntergeladen, sobald die Aufzeichnung abgeschlossen wurde.

Die einfache und sichere Programmierung des Serial-, Quad- oder Octal-NOR-Flash-Speichers der S32N55-Prozessoren wird durch das UDE MemTool Add-on als integraler Bestandteil der UDE ermöglicht. eMMC- und SDHC-Speicher werden ebenfalls unterstützt.

Ein Hauptaugenmerk bei der Entwicklung der UDE 2024 galt wie schon bei den Vorgängerversionen der möglichst einfachen und unkomplizierten Bedienbarkeit des Tools. Dank der intuitiven Bedienoberfläche können sich Nutzer des modular aufgebauten Test-, Analyse- und Debug-Werkzeugs ohne großen Einarbeitungsaufwand schon nach kürzester Zeit ihrer eigentlichen Aufgabenstellung widmen. So ermöglicht das Feature UDE SimplyTrace beispielsweise einen einfachen und besonders nutzerfreundlichen Zugang zur Trace-Funktionalität des verwendeten Microcontrollers. Wichtigste Bestandteile dieses Features sind komfortable und schnell erreichbare Kommandos, mit deren Hilfe sich das Trace-System in kürzester Zeit für die jeweilige Debug-Aufgabe konfigurieren lässt. Da UDE SimplyTrace in der UDE 2024 auch in der RTOS Awareness integriert ist, lässt sich ein gewünschter Task-Trace zur Untersuchung des Zeitverhaltens von Applikationen unter Betriebssystemkontroller schnell und effizient erzeugen. Neben Echtzeitbetriebssystemen wie SAFERTOS, FreeRTOS, PXROS-HR oder MicroC/OS-II wird auch AUTOSAR unterstützt. Darüber hinaus ist UDE SimplyTrace nun auch für Controller der Infineon AURIX-Familie nutzbar, welche lediglich miniMCDS Trace zur Verfügung stellen. miniMCDS, eine kostengünstigere Trace-Implementierung mit eingeschränktem Funktionsumfang und deutlich limitiertem On-Chip Trace-Speicher, kommt beispielsweise beim weit verbreiteten Baustein TC38x zum Einsatz.

Viele weitere Neuerungen und Erweiterungen bei der UDE 2024 zielen auf eine noch effizientere Nutzbarkeit spezifischer Architektur- und Bausteineigenschaften ab. So unterstützt das in der UDE 2024 integrierte MemTool nun auch die SOTA (Software over the Air)-Funktionen der AURIX TC4x Familie von Infineon. Darüber hinaus stehen die Trace-Funktionen der UDE auch für das Dual-MCDS der TC4x-MCUs zur Verfügung. Sie erlauben die gleichzeitige Aufzeichnung von Traces aller Cores. Die Trace-Daten können entweder im internen SRAM des Chips oder in den Geräten UAD2next und UAD3+ der Universal Access Device Familie von PLS gespeichert werden. Bei letzterem erfolgt die Übertragung der Trace-Informationen über das SGBT-Interface, einer seriellen Hochgeschwindigkeitsschnittstelle. In die Trace-Unterstützung integriert wurde auch die Parallel Processing Unit (PPU) des TC4x. Die PPU als Beschleunigerkern für KI-Algorithmen etc. liefert sowohl Befehls- als auch Daten-Trace. Beide werden im UDE Trace-Window angezeigt und liefern für Debugging- und Analysezwecke wertvolle Informationen. Ebenfalls neu hinzugekommen ist der Debug-Support für den Converter Digital Signal Processor (cDSP) des TC4x, welche eine programmierbare digitale Signalverarbeitung von ADC-Signalen ermöglicht. Und auch für das Debugging des Stand-By-Controllers SCR der AURIX-Familie wurden eine ganze Reihe von Verbesserungen implementiert. So unterstützt die UDE 2024 unter anderem den SCR-Compiler von HighTec.

Für die nicht-invasive Systemanalyse und die Untersuchung von Fehlern im Laufzeitverhaltes steht nun auch die Trace-Unterstützung der TRAVEO T2G- und XMC7000-Familien von Infineon zur Verfügung. Die Arm-Cortex-basierten Controller beinhalten das Arm-CoreSight-Debug- und Trace System inklusive der Embedded Trace Marcocell (ETM) für Instruktions-Trace und der Instrumentation Trace Macrocell (ITM) für Instrumentierungs-Trace. Die Speicherung der aufgezeichneten Trace-Informationen kann wahlweise entweder auf dem jeweiligen Chip im Embedded Trace Buffer (ETB) oder im UAD2next bzw. UAD3+ der Universal Access Device-Familie von PLS erfolgen. Trace-Unterstützung wird von der UDE 2024 auch für die RH850/U2B-Serie von Renesas geboten. Hier besteht ebenfalls die Möglichkeit, die aufgezeichneten Trace-Informationen entweder intern auf dem Chip zu speichern und dann über die Debug-Schnittstelle zur UDE für die Weiterverarbeitung zu laden, oder in den externen Trace-Speicher des UAD2next bzw. des USD3+ zu übertragen. Für letzteres kommt ein serielles AURORA-Interface zum Einsatz.

Für die Trace-Aufzeichnung von High-End-Automotive Microcontrollern, welche eine sehr hohe Datenrate im Trace-Interface bereitstellen, steht für das UAD3+ neben dem Standard-AURORA-Trace Pod mit bis zu 3,125 Gbit/s Datenübertragungsrate das UAD3+ Serial Trace Pod 100G zur Verfügung. Letzteres erlaubt eine Übertragung der Trace-Daten mit bis zu 100 Gbit/s.

Für die Untersuchung von Datenzugriffen mittels Trace sehr hilfreich erweist sich bei der UDE 2024 eine neue Darstellungsoption im Trace-Window. Zusätzlich zu den bereits unterstützten Darstellungen als Dezimal- bzw. Hexadezimalwerten können nun auch Fließkommazahlen als solche dargestellt werden, was eine deutliche Vereinfachung für den Anwender bedeutet. Ebenfalls optimiert wurde die Anzeige des Call-Stacks insbesondere für Arm-basierte Controller und RH850-Bausteine. Am Breakpoint bzw. generell bei angehaltener Applikation steht die Call-Stack-Anzeige jetzt auch dann zuverlässig zur Verfügung, wenn sich die Programmausführung in einer Interrupt- oder Trap-Behandlung befindet.

Speziell für die Entwicklung und den Test von Automotive-Applikationen bietet die UDE für den Zugang zu den Controllern neben den Standard-Debug-Schnittstellen Debugging über CAN an. Damit ist auch dann ein Debugging möglich, wenn die eigentlich dafür notwendigen Debug-Schnittstellen in Steuergeräten nicht mehr von außen zugänglich sind, weil beispielsweise das Gehäuse bereits geschlossen ist. Mit der UDE 2024 ist diese Option ab sofort nicht wie bisher nur für die AURIX MCU-Familie von Infineon, sondern auch für die Stellar-MCUs von STMicroelectronics verfügbar.

Mit der Version UDE 2024 erstmals in das Portfolio unterstützter MCUs aufgenommen wurden unter anderem die Typen STM32H745, STM32H755, STM32C011 von STMicroelectronics sowie die KW45 Bluetooth Long-Range MCU, ein Arm® Cortex®-M33 basierter Baustein von NXP Semiconductors.

Bei den S32M2-MCUs handelt es sich um eine hochintegrierte Lösung, die für Effizienzsteigerungen bei Karosserie- und Komfortanwendungen wie Schiebedächern, Pumpen, Lüftern, Kofferraumöffnern usw. sorgt. Sie trägt zur Energieeinsparung und zur Reichweitenverlängerung von Elektrofahrzeugen bei, reduziert gleichzeitig die Geräuschentwicklung im Innenraum und erhöht so den Komfort für die Insassen.

Die neue S32M2-Serie basiert auf Arm® Cortex®-M4 oder -M7-Kernen und ist vollständig softwarekompatibel zu den weitverbreiteten S32K-MCU-Produkten. Der Hauptkern ist mit 80 MHz in den Cortex-M4-Versionen und mit 120 MHz bei den Ausführungen mit Cortex-M7-Kern getaktet. Fokussiert auf den Einsatz in 12-V-Motorsteuerungen, verfügt der S32M2 über zusätzliche analoge Hochspannungsfunktionen wie MOSFET-Gate-Pre-Driver, LIN oder CAN FD als physikalische Kommunikationsschnittstellen und Spannungsregler, die direkt von der Batterie betrieben werden können. Hinsichtlich der funktionalen Sicherheit erfüllt der S32M2 die Anforderungen nach ISO26262 bis ASIL B und verfügt darüber hinaus über spezielle Hardware-Sicherheitsfunktionen.

Die UDE von PLS bietet S32M2-Anwendern nicht nur umfangreiche und interaktive Debug-Funktionen, sondern auch verschiedene Visualisierungsmöglichkeiten von Applikationszuständen. Diese vielen unterschiedlichen Optionen ermöglichen neben einem hocheffizienten Debugging auch umfassende Systemtests und Systemanalysen. Die intuitive Gestaltung der UDE-Benutzeroberfläche sorgt zudem für eine kurze Einarbeitungszeit. Insbesondere der Umstieg von der S32K- auf die S32M2-MCU-Familie und umgekehrt ist reibungsfrei und ohne zusätzlichen Aufwand möglich.

Ein wesentlicher Vorteil für die Softwareentwicklung und den Test mit der Universal Debug Engine sind die umfangreichen Anpassungsmöglichkeiten des Tools. Die UDE-Benutzeroberfläche unterstützt die Nutzung von mehreren Bildschirmen und bietet frei konfigurierbare Perspektiven. Entwickler können damit mehrere Ansichten definieren und zwischen ihnen wechseln. Vordefinierte Konfigurationen für den S32M2 und die von der UDE unterstützten Evaluation-Boards ermöglichen es Entwicklern, schnell mit ihren Debugging- oder Testaufgaben zu beginnen, ohne sich um detaillierte Einstellungen kümmern zu müssen.

Das UDE-Debugger-System wird durch die Geräte UAD2pro, UAD2next und UAD3+ aus der Universal Access Device-Familie von PLS vervollständigt. Sie gewährleisten einen schnellen und zuverlässigen Zugriff auf die S32M2-MCUs über die Arm-spezifische Serial Wire Debug (SWD) Schnittstelle. Für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen ist dieser Adapter optional auch mit zusätzlicher galvanischer Isolierung erhältlich. Während das UAD2pro mit der UDE auf einem Windows-PC ausschließlich über USB kommuniziert, verfügen die Geräte UAD2next und UAD3+ zusätzlich über eine Ethernet-Schnittstelle. Dadurch können sie zum Remote-Debugging verwendet werden.

Ergänzt werden die Debug-Funktionen der UDE durch das integrierte UDE MemTool, das Funktionen zur einfachen und sicheren Programmierung des Flash-Speichers bereit stellt. Für das automatisierte Debugging und Testen bietet die Universal Debug Engine darüber hinaus auch eine umfassende Skriptunterstützung. Einzigartig ist dabei die Unabhängigkeit von einer bestimmten Skriptsprache. Dank der Verwendung von Microsoft COM als Basistechnologie für die Software-API der UDE können Entwickler weiterhin ihre bevorzugte Skriptsprache, zum Beispiel Python, Perl oder JavaScript, verwenden. Neben den Standard-Debugging-Funktionen unterstützt die UDE auch die Arm CoreSight Trace-Funktionen des S32M2.