本发明专利技术公开了一种高分辨率测量嵌入式系统的方法，应用于包括高分辨率测量嵌入式系统，高分辨率测量嵌入式系统包括测试流程控制单元、通信接口、测量单元、调试器单元、数据存储单元和供电单元，包括以下步骤：进行初始化，设置测试流程控制单元初始化各个模块，配置通信接口和测量单元；开始测试，通过通信接口接收控制指令，启动被测嵌入式系统中的MCU；逐条指令执行，调试器单元控制MCU逐条执行指令，在每条指令后暂停；进行实时测量，测量单元实时测量电流和电压，发送数据到数据存储单元；进行数据记录，将测量数据保存到数据存储单元，供后续分析使用；结束测试，测试完成后，测试流程控制单元发送结束信号，并通过通信接口将结果反馈至控制端。
1、在当今快速发展的电子技术环境中，嵌入式系统广泛应用于物联网、智能设备、自动化控制和医疗设备等领域。这些系统通常由微控制单元(mcu)及多个功能模块构成，承担着复杂的任务。然而，随着应用的复杂性增加，嵌入式系统的管理特别是功耗，变得愈发重要，尤其是在要求高性能与低功耗的场景下。
2、传统的嵌入式系统功耗分析方法多依赖于整体电流采样和低频率的数据采集，无法提供细粒度的功耗信息，导致开发者无法准确了解系统在不同运行状态下的功耗表现。这种局限性不仅影响了系统性能的优化，还增加了调试过程的复杂性，使得隐性问题和功耗异常难以被及时发现和解决。此外，现有的功耗估算方法通常基于统计模型或高层次仿真，这些方法虽然能够提供初步的功耗评估，但由于缺乏与具体指令的直接关联，导致分析结果的准确性和可靠性受到限制。尤其是在多核或多功能的嵌入式系统中，各个模块的功耗相互影响，传统方法难以有效识别各模块的功耗贡献。且传统测量方法即使采样频率足够高，得到的数据是以单位采样时间为间隔的数据，不能直观的体现系统各个状态下的功耗，只能根据时间点来估计当前的系统运行状态。
1、鉴于以上存在的问题，本专利技术提供一种高分辨率测量嵌入式系统的方法，用于通过单步执行被测嵌入式系统的mcu指令并实时测量各类数据，实现指令级别的高分辨率数据采集。
>3、一种高分辨率测量嵌入式系统的方法，应用于包括高分辨率测量嵌入式系统，所述高分辨率测量嵌入式系统包括测试流程控制单元、通信接口、测量单元、调试器单元、数据存储单元和供电单元，包括以下步骤：4、设置测试流程控制单元用于被测嵌入式系统的测试控制逻辑和流程，通过状态机实现状态转换，管理不同的测试阶段；
5、设置通信接口实现与控制端的数据通信，所述控制端用于向测试流程控制单元发送和接收命令及数据；
6、设置测量单元用于根据测试流程控制单元的控制进行被测嵌入式系统的实时电流、电压、温度和频率的测量；
7、设置调试器单元控制被测嵌入式系统中mcu的运行状态，用于在执行每条指令后测量功耗，且向测试流程控制单元反馈被测嵌入式系统mcu的当前状态；
8、设置数据存储单元用于保存测量的数据；
9、设置供电单元用于为以上测试流程控制单元、通信接口、测量单元、调试器单元和数据存储单元提供稳定的电源；
10、进行初始化，设置测试流程控制单元初始化各个模块，配置通信接口和测量单元；
11、开始测试，通过通信接口接收控制指令，启动被测嵌入式系统中的mcu；
12、逐条指令执行，调试器单元控制mcu逐条执行指令，在每条指令后暂停；
13、进行实时测量，测量单元实时测量电流和电压，发送数据到数据存储单元；
14、进行数据记录，将测量数据保存到数据存储单元，供后续分析使用；
15、结束测试，测试完成后，测试流程控制单元发送结束信号，并通过通信接口将结果反馈至控制端。
16、一种可能的实施方式中，所述状态机的工作过程包括：
17、当测量系统启动时，状态机处于初始化状态，进行硬件和软件初始化，包括设置测试流程控制单元的mcu的时钟、配置gpio和初始化测量单元；初始化完成后，状态机准备好接收控制命令，并等待“接收控制命令”的事件；
18、如果接收到控制命令，则状态机转换至接收控制命令状态；在此状态下，测量系统解析和处理接收到的命令，确认执行参数；处理完控制命令后，系统将触发“开始测量”的事件，转向下一状态；
19、如果状态机收到“开始测量”的事件，则状态转换至执行测量状态；在此状态下，系统执行测量逻辑，开始对各项性能指标进行实时测量，测量完成后，系统监测到“测量完成”的事件，准备记录数据；
20、如果接收到“测量完成”的事件，则状态机转换至记录数据状态；在此状态下，系统将所有测量结果保存到数据存储单元；
21、数据记录完成后，系统触发“测试结束”的事件，测试结束。
22、一种可能的实施方式中，所述执行测量的状态过程包括：
23、状态转换：当状态机从“接收控制命令”状态转换到“执行测量”状态后，系统开始准备测量。
24、准备测量：根据之前接收到的控制命令，系统配置测量设备和传感器，设置必要的参数；如果需要，初始化相关的测量模块和传感器，确保它们在正确的工作状态。
25、单步测试流程：启动测量：系统启动测量过程，进入单步测试模式；
26、单步执行：使用调试器或内部控制逻辑，系统逐条执行测量指令；每执行一条测量指令后，暂停并进入测量状态，以允许测量设备稳定并采集数据；
27、数据采集：在每次单步执行后，系统使用测量设备收集当前的功耗、电压、频率等数据；数据采集完成后，将结果存储在临时缓冲区中，准备后续处理；
28、状态检查：在每次单步执行和数据采集后，检查是否有中断或错误发生；如果检测到异常情况，跳转到错误处理状态，或者根据需要调整测量参数；
29、继续测量：如果没有异常，系统继续执行下一条测量指令，并重复单步执行和数据采集。直到所有测量指令执行完毕，系统会触发“测量完成”的事件；
30、结束测量：在所有指令执行完成后，系统将对收集到的测量数据进行处理，可能包括计算平均值、最大值等统计数据。准备好进入“记录数据”状态，将测量结果存储到持久性存储中；
31、如果状态机收到“测试结束”的事件，则状态转换至结束状态；在此状态下，系统执行清理工作，释放资源，关闭各个模块，确保系统安全退出；此时，状态机的工作流程完成，进入待命状态，准备接受下一次测试的指令。
32、一种可能的实施方式中，设置所述测试单元包括电流传感器，用于进行电流测量。
33、一种可能的实施方式中，设置所述测试单元包括电压传感器，用于使用模数转换器adc采集电压数据。
34、一种可能的实施方式中，设置所述测试单元包括频率计，用于利用测试单元的mcu内部的定时器或计数器，对特定脉冲信号进行计数，以计算频率。
35、一种可能的实施方式中，设置所述测试单元包括热电偶或热敏电阻，用于获取被测嵌入式系统的mcu温度值。
36、一种可能的实施方式中，所述调试器单元工作过程包括：
37、将调试器单元通过专用接口连接到被测嵌入式系统的mcu；
38、初始化调试器单元启动调试器软件，配置测试参数；
39、将待调试的固件或控制逻辑代码加载到被测嵌入式系统的mcu中；
40、在调试器单元的界面中设置断点，指定在特定指令执行时暂停程序运行；
41、启动单步执行模式，逐条执行指令；调试器在每条指令执行后暂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，应用于包括高分辨率测量嵌入式系统，所述高分辨率测量嵌入式系统包括测试流程控制单元、通信接口、测量单元、调试器单元、数据存储单元和供电单元，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，所述状态机的工作过程包括：
3.如权利要求2所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，所述执行测量的状态过程包括：
4.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，设置所述测试单元包括电流传感器，用于进行电流测量。
5.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，设置所述测试单元包括电压传感器，用于使用模数转换器ADC采集电压数据。
6.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，设置所述测试单元包括频率计，用于利用测试单元的MCU内部的定时器或计数器，对特定脉冲信号进行计数，以计算频率。
7.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，设置所述测试单元包括热电偶或热敏电阻，用于获取被测嵌入式系统的MCU温度值。
8.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，所述调试器单元工作过程包括：
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【技术特征摘要】
1.一种高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，应用于包括高分辨率测量嵌入式系统，所述高分辨率测量嵌入式系统包括测试流程控制单元、通信接口、测量单元、调试器单元、数据存储单元和供电单元，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，所述状态机的工作过程包括：
3.如权利要求2所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，所述执行测量的状态过程包括：
4.如权利要求1所述的高分辨率测量嵌入式系统的方法，其特征在于，设置所述测试单元包括电流传感器，用于进行电流测量。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海宁，刘晓露，周杨凡，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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