仿真器—模擬系統(tǒng)的外在表現

仿真器概述

      在嵌入式系統(tǒng)的設計中，仿真應用的范圍主要集中在對程序的仿真上。例如，在單片機的開發(fā)過程中，程序的設計是最為重要的但也是難度最大的一種最簡單和原始的開發(fā)流程是：編寫程序燒寫芯片驗證功能，這種方法對于簡單的小系統(tǒng)是可以對付的，但在大系統(tǒng)中使用這種方法則是完全不可能的。

仿真器種類

    1）軟件仿真：這種方法主要是使用計算機軟件來模擬運行，實際的單片機運行因此仿真與硬件無關的系統(tǒng)具有一定的優(yōu)點。用戶不需要搭建硬件電路就可以對程序進行驗證，特別適合于偏重算法的程序。軟件仿真的缺點是無法完全仿真與硬件相關的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最終的設計。

    2）硬件仿真：使用附加的硬件來替代用戶系統(tǒng)的單片機并完成單片機全部或大部分的功能。使用了附加硬件后用戶就可以對程序的運行進行控制，例如單步，全速，查看資源斷點等。硬件仿真是開發(fā)過程中所必須的。

仿真器原理

    仿真器內部的P口等硬件資源和51系列單片機基本是完全兼容的。仿真主控程序被存儲在仿真器芯片特殊的指定空間內，有一段特殊的地址段用來存儲仿真主控程序，仿真主控程序就象一臺電腦的操作系統(tǒng)一樣控制仿真器的正確運轉。仿真器和電腦上的上位機軟件（即KEIL）是通過串口相連的，通過仿真器芯片的RXD和TXD負責接收電腦主機發(fā)來的控制數據，TXD負責給電腦主機發(fā)送反饋信息?？刂浦噶钣蒏EIL發(fā)出，由仿真器內部的仿真主控程序負責執(zhí)行接收到的數據，并且進行正確的處理。進而驅動相應的硬件工作，這其中也包括把接收到的BIN或者其它格式的程序存放到仿真器芯片內部用來存儲可執(zhí)行程序的存儲單元（這個過程和把程序燒寫到51芯片里面是類似的，只是仿真器的擦寫是以覆蓋形式來做的），這樣就實現了類似編程器反復燒寫來試驗的功能！不同的是通過仿真主控程序可以做到讓這些目標程序做特定的運行，比如單步、指定斷點、指定地址等，并且通過KEIL可時時觀察到單片機內部各個存儲單元的狀態(tài)。仿真器和電腦主機聯(lián)機后就象是兩個精密的齒輪相互咬合的關系，一量強行中斷這種聯(lián)系（比如強行給仿真器手動復位或都撥支聯(lián)機線等），電腦就會提示聯(lián)機出現問題，這也體現了硬件仿真的特性，即"所見即所得"。這些都是編程器無法做到的。這些給調試、修改、以及生成最終程序創(chuàng)造了比較有力的保證，從而實現較高的效率。

總結

     仿真器（emulator）以某一系統(tǒng)復現另一系統(tǒng)的功能。與計算機模擬（Computer Simulation）的區(qū)別在于，仿真器致力于模仿系統(tǒng)的外在表現、行為，而不是模擬系統(tǒng)的抽象模型。