嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

李建權(quán)

摘 要 近年來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺的發(fā)展已逐漸趨于完善。開發(fā)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)是推動嵌入式軟件發(fā)展的主要助力，所以計算機研究者對嵌入式軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)的研究熱情空前高漲?；诖耍疚膶⒔Y(jié)合仿真軟件體系結(jié)構(gòu)、仿真邏輯模型、仿真算法等內(nèi)容，對嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)進行深入研究。

關(guān)鍵詞 嵌入式 軟件仿真 開發(fā)平臺 設(shè)計 實現(xiàn)

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

0前言

嵌入式設(shè)備是上個世紀70年代發(fā)展起來的單片機結(jié)構(gòu)，其元件可以通過系統(tǒng)連接對計算機下達控制指令。進入21世紀，由于嵌入式設(shè)備的處理功能、調(diào)試能力逐漸增強，嵌入式軟件的應(yīng)用范圍越來越廣。

1嵌入式軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

1.1仿真模型

仿真模型從邏輯語言上講，其處理功能和數(shù)字化表示特點存在感很強，所以仿真模型中涉及到非常多的數(shù)據(jù)模型。仿真模型可以按照不同的功能特點劃分為三個系統(tǒng)，如系統(tǒng)仿真、傳輸仿真、邏輯仿真。三種仿真模型中的模型結(jié)構(gòu)、仿真算法、測算效率各不相同。本文主要研究邏輯仿真模型，探討其在功能上、元件構(gòu)成上、計算方法上的特點。

邏輯仿真模型的仿真對象是由門和功能塊組成的，在電路網(wǎng)絡(luò)中，仿真模型中的任意仿真模塊都可以作為表現(xiàn)特性功能的功能模塊。其設(shè)計內(nèi)容包括：功能元件、邏輯電路、數(shù)據(jù)處理器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸入端口等。仿真模型可以將數(shù)據(jù)參數(shù)從單一輸入端傳送至多個輸入端，所以在測算信息時，不同端口所表現(xiàn)出來的功能不同。與此同時，端口在輸出數(shù)據(jù)會根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯性對數(shù)據(jù)進行邏輯判斷，通過計算機反饋的信號進行延遲計算，所以邏輯仿真模型不僅可以通過電路電流波動記錄仿真數(shù)據(jù)的變化情況，還能通過數(shù)學(xué)推理進行邏輯預(yù)測。

1.2邏輯仿真算法

在嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺上，工作人員不僅可以通過仿真程序進行數(shù)據(jù)推算，還能通過仿真模型進行數(shù)據(jù)類別分析。但是僅靠在平臺上進行邏輯推理的預(yù)測數(shù)據(jù)并不能真實反映信號所要表達的信息，所以應(yīng)進行精密的仿真測算。仿真計算的重要參量有三個：信號節(jié)點、信號值、事件發(fā)生時間。只要具備上述三個要素，任何模型中的信號參數(shù)都可以轉(zhuǎn)化為記錄事件，數(shù)據(jù)可以將時間和信號進行邏輯融合，從而找到它們之間的映射關(guān)系。

2嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺的實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)的開發(fā)

嵌入式軟件仿真系統(tǒng)處在工作狀態(tài)下，系統(tǒng)的硬件設(shè)備會針對某種固有的設(shè)計理念進行功能更新，所以，具備穩(wěn)定功能的嵌入式軟件，并不會在仿真單片機上獨立運行，其在環(huán)境信息的發(fā)展上會呈現(xiàn)出多種形式的交互性。程序員通過仿真調(diào)試器對嵌入式軟件進行功能調(diào)試，其運行情況會隨即進入嵌入式仿真開發(fā)平臺的數(shù)據(jù)庫中，自此系統(tǒng)便會完成其開發(fā)過程。通過對仿真模型的分析可知，系統(tǒng)的開發(fā)過程主要包括以下三個方面：（1）系統(tǒng)中單片機會與周圍硬件仿真結(jié)構(gòu)形成特有的運行環(huán)境，在完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的同時，進行邏輯信號分析。（2）研發(fā)具有多種功能性的嵌入式軟件，將各種嵌入式軟件引入仿真開發(fā)平臺中。（3）采用C++、LEX++、YACC++等編程技術(shù)，并將仿真調(diào)試器系統(tǒng)調(diào)至共享模式。

2.2硬件仿真環(huán)境的構(gòu)造與實現(xiàn)

CPU作為仿真系統(tǒng)中重要的硬件構(gòu)成，其運行環(huán)境對整個開發(fā)平臺運行情況的影響很大，所以要想構(gòu)建出穩(wěn)定的系統(tǒng)運行環(huán)境，必須從邏輯行為、邏輯組成、硬件延遲等三方面對系統(tǒng)進行語法規(guī)范，并集中突顯出語法規(guī)則的特性。如：自上而下的程序設(shè)計方式、從簡到難的邏輯電路設(shè)計、模型中的邏輯電路應(yīng)處在并發(fā)的關(guān)系上進行信號分析等。硬件仿真環(huán)境實現(xiàn)過程如下：（1）用EHDL語言對嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺中應(yīng)用的所有元件進行語言描述，并將所有元件按照描述順序進行分類。（2）將編輯后的語言轉(zhuǎn)化為邏輯電路，通過調(diào)試硬件環(huán)境對信號語言進行仿真源程序設(shè)計，同時要保證在設(shè)計狀態(tài)下，系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運行模式。（3）硬件仿真環(huán)境EHDL源程序應(yīng)在UNIX平臺下運行，并且應(yīng)在體現(xiàn)其語言邏輯分析能力的同時，具有針對性的解決平臺邏輯語言生成障礙等問題。

2.3嵌入式軟件的開發(fā)與實現(xiàn)

單片機應(yīng)用的系統(tǒng)軟件絕大多數(shù)屬于語言編程軟件，其應(yīng)用的程序語言準確性很好，且精度高。但是當(dāng)單片機語言遇到與之不匹配的計算機處理器時，其語言的翻譯程度會逐漸降低，并且其運行速度也會有所下降。所以要想增強仿真開發(fā)平臺的共融性，必須將傳統(tǒng)單片機語言的4位過渡到16位。同時翻譯器也要對生成文件進行多方面調(diào)試，使多種格式的計算機語言都可讀懂仿真模型中的數(shù)據(jù)信號。

3結(jié)論

通過對嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)內(nèi)容進行深入分析可知，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，仿真系統(tǒng)對模型信號的處理功能很強，調(diào)試器也可以在短時間內(nèi)完成用戶信號的傳輸。但是從功能上看，其平臺的應(yīng)用效果依舊不高，仍需不斷完善和提高。

參考文獻

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