Документ описывает методы отладки с использованием PC Speaker, включая организационные меры и различные инструменты для диагностики и трассировки. Рассматриваются различные способы отладки, такие как использование Arduino, синтез речи и передача информации по воздуху. PC Speaker признается важным инструментом для отладки в экстремальных условиях, предлагая несколько вариантов его применения.

1. НЕБЕСПОЛЕЗНЫЙ PC SPEAKER
Павленко Евгений
Левин Дмитрий

2. МЕТОДЫ ОТЛАДКИ
Организационные меры
Интерактивные отладчики
Эмуляторы
Диагностические сообщения
Средства самодиагностики и самопроверки
Средства трассировки
Средства профилирования

3. НИЗКОУРОВНЕВАЯ ОТЛАДКА
Отладка—этап разработкикомпьютерной программы, на котором обнаруживают, локализуют и устраняют ошибки.
Использованиеотладчиков—инструментов, которые включают в себя интерфейсдля пошагового выполнения программы:операторза оператором, функция за функцией, с остановками на некоторых строках исходного кода или при достижении определённого условия.
Вывод текущего состояния программы с помощью расположенных в критических точках программы операторов вывода— наэкран,принтер, громкоговорительили в файл.

4. СЛОЖНЫЕ УСЛОВИЯ ОТЛАДКИ
PC SPEAKERРАБОТАЕТВСЕГДА

5. АППАРАТНЫЕ ОТЛАДЧИКИ

6. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СООБЩЕНИЯ
ПОМОГАЮТПОНЯТЬКАКВЕДЕТСЕБЯСИСТЕМАНАСАМОМДЕЛЕ
Диагностические сообщения через COM-порт
Диагностические сообщения в памяти
Диагностические сообщения через PCSPEAKER

7. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СООБЩЕНИЯ —COM
ПОМОГАЮТПОНЯТЬКАКВЕДЕТСЕБЯСИСТЕМАНАСАМОМДЕЛЕ
boolgdb_serial_setup( intport, intbaud )
{
unsigned cval;
intcflag= CREAD | HUPCL | CLOCAL;
intquot= 0;
switch (baud)
{
case 115200: cflag|= B115200; break;
case 9600:cflag|= B9600;break;
}
cflag|= CS8;
quot= 115200 / gdb_baud;
cval= cflag& (CSIZE | CSTOPB);
cval>>= 4;
if (cflag& PARENB)
cval|= UART_LCR_PARITY;
if (!(cflag& PARODD))
cval|= UART_LCR_EPAR;
cval= 0x3;
outportb(gdb_port+ UART_LCR, cval| UART_LCR_DLAB); // set DLAB
outportb(gdb_port+ UART_DLL, quot& 0xff);// LS of divisor
outportb(gdb_port+ UART_DLM, quot>> 8);// MS of divisor
outportb(gdb_port+ UART_LCR, cval);// reset DLAB
outportb(gdb_port+ UART_IER, UART_IER_RDI);// turn on interrupts
outportb(gdb_port+ UART_MCR, UART_MCR_OUT2 | UART_MCR_DTR | UART_MCR_RTS);
if (0xff == inportb(gdb_port+ UART_LSR))
return false;
gdb_serial_initialized= true;
returntrue;
}
static void write_char( intchr)
{
while (0 == (inportb(gdb_port+ UART_LSR) & UART_LSR_THRE));
outportb(gdb_port+ UART_TX, chr);
}

8. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СООБЩЕНИЯ — PC SPEAKER
ПОМОГАЮТПОНЯТЬКАКВЕДЕТСЕБЯСИСТЕМАНАСАМОМДЕЛЕ, РАБОТАЮТВЛЮБЫХУСЛОВИЯХ
Программируемый таймер, генерирующийпрямоугольную звуковую волнучастоты, дольной 1,193 МГц,без участияцентрального процессора. Это позволяет проигрывать простыеодноголосыезвуковые сигналы. К 1990- м годам программисты, запуская быстрыеарпеджио, научились исполнять на динамике музыку, которая не вызывает отвращение.
Прямое управление мембраной через порт61hс дискретностью в 1 бит. Подавая с большой частотой то 0, то 1, с помощьюширотно-импульсной модуляцииможно синтезировать низкокачественныйоцифрованный звук— правда, за счёт существенного использования ресурсов процессора. Этим в своё время широко пользовалисьтрекерыи некоторые игры (AnotherWorld,MetalMutant).

9. PC SPEAKER→ARDUINO
PC SPEAKER

10. ОТЛАДКА С ПОМОЩЬЮ ADRUINO
СИМВОЛЫКОДИРУЮТСЯНАПРЯЖЕНИЕМ, ОЧЕНЬПРОСТАЯРЕАЛИЗАЦИЯ, 1 СИМВОЛВСЕКУНДУ

11. ИСХОДНЫЙ КОД
#define TR_ARDUINO_PCSPK_0 50
#define TR_ARDUINO_PCSPK_1 100
#define TR_ARDUINO_PCSPK_AFTER_BIT 50
#define TR_ARDUINO_PCSPK_AFTER_BYTE 100
void dbg_pcspk_send_byte( char a, int(*dbg_ard_send_bit)(int), intdelay )
{
unsigned char buf[8] =
{!!(a & 0x1), !!(a & 0x2), !!(a & 0x4), !!(a & 0x8), !!(a & 0x10), !!(a & 0x20), !!(a & 0x40), !!(a & 0x80)};
for (inti= 0; i< sizeof(buf); i++)
{
dbg_ard_send_bit(buf[i]);
}
dbg_delay(delay);
}
extern "C" void dbg_pcspk_disable()
{
unsigned char tmp= inportb(0x61);
tmp&= 0xFC;
outportb(0x61, tmp);
}
extern "C" void dbg_pcspk_enable()
{
unsigned char tmp= inportb(0x61);
tmp|= 2;
outportb(0x61, tmp);
}
intdbg_ard_send_bit(intb)
{
dbg_pcspk_enable();
dbg_delay(b ? TR_ARDUINO_PCSPK_1 : TR_ARDUINO_PCSPK_0);
dbg_pcspk_disable();
dbg_delay(TR_ARDUINO_PCSPK_AFTER_BIT);
}
void trDbgPrintBuf_ard( constchar *p_str)
{
char c = *p_str;
while(c)
{
dbg_pcspk_send_byte(c, dbg_ard_send_bit, TR_ARDUINO_PCSPK_AFTER_BYTE);
p_str++;
c = *p_str;
}
}

12. PCSPEAKER →СИНТЕЗ РЕЧИ
PC SPEAKER

13. СИНТЕЗ РЕЧИ
Пример преобразования фразы:
1)Исходная фраза –«James Bond 007.»
2)Замена цифр и знаков препинания –«James Bond zerozeroseven dot»
3)Разбиение на фонемы –«J-A-M-EZ B-UH-N-D Z-EH-R- AH Z-EH-R-AHS-EE-V-EH-N D-OH-T»
ТРУДНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ, НЕ ОЧЕНЬ ПОНЯТНО ГОВОРИТ,
ИНТЕРЕСНО И ОЧЕНЬ СМЕШНО

14. ВНИМАНИЕ! КОНКУРС!

15. PC SPEAKER →MIC
PC SPEAKER

16. ОТЛАДКА ЧЕРЕЗ МИКРОФОН
БЫСТРЕЕ, ЧЕМ ARDUINO;СЛОЖНЕЕ, ЧЕМ ARDUINO;НЕОБХОДИМА СИНХРТОНИЗАЦИЯ; НЕ ТРЕБУЕТСЯ ARDUINO
РАЗБИЕНИЕ ПОТОКА НА БЛОКИ
ВЫДЕЛЕНИЕ СИНХРОПОСЫЛКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ДЕКОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

17. ИСХОДНЫЙ КОД
#define TR_MIC_PCSPK_0 1
#define TR_MIC_PCSPK_1 3
#define TR_MIC_PCSPK_AFTER_BIT 4
#define TR_MIC_PCSPK_AFTER_BYTE 8
#define TR_MIC_PCSPK_FREQ_0 1000
#define TR_MIC_PCSPK_FREQ_1 333
void trDbgMicSendSync()
{
for (intI = 0; I < 16; I++)
{
dbg_pcspk_send_byte('-', dbg_mic_send_bit, TR_MIC_PCSPK_AFTER_BYTE);
}
}
intdbg_mic_send_bit(intb)
{
if (b)
{
dbg_sound_play(TR_MIC_PCSPK_FREQ_1);
dbg_delay(TR_MIC_PCSPK_1);
}
else
{
dbg_sound_play(TR_MIC_PCSPK_FREQ_0);
dbg_delay(TR_MIC_PCSPK_0);
}
dbg_sound_stop();
dbg_delay(TR_MIC_PCSPK_AFTER_BIT);
}
void dbg_pcspk_send_byte( char a, int(*send_bit)(int), intdelay )
{
unsigned char buf[8] =
{!!(a & 0x1), !!(a & 0x2), !!(a & 0x4), !!(a & 0x8), !!(a & 0x10), !!(a & 0x20), !!(a & 0x40), !!(a & 0x80)};
for (inti= 0; i< sizeof(buf); i++)
{
send_bit(buf[i]);
}
dbg_delay(delay);
}
void trDbgPrintBuf_mic(constchar *p_str)
{
char c = *p_str;
while (c)
{
dbg_pcspk_send_byte(c, dbg_mic_send_bit, TR_MIC_PCSPK_AFTER_BYTE);
p_str++;
c = *p_str;
}
}

18. PC SPEAKER →ВОЗДУХ →MIC
PC SPEAKER

19. ВЗГЛЯД С ДРУГОЙ СТОРОНЫ
Защищенный ПК на котором выключен USB, WiFi, LANи т.д.

20. ВЫВОДЫ
PCSPEAKER—незаменимаявещьдляотладкивэкстремальныхусловиях.
ЧетыревариантаотладкичерезPCSPEAKER:
СиспользованиемArduino;
Синтезречи;
Попроводусиспользованиеммикрофона;
Повоздухусиспользованиеммикрофона.
ЧерезPCSPEAKERможноскрытнопередаватьинформациюповоздуху.