李建權(quán)

摘 要 近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)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(tái)的發(fā)展已逐漸趨于完善。開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是推動(dòng)嵌入式軟件發(fā)展的主要助力，所以計(jì)算機(jī)研究者對(duì)嵌入式軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)的研究熱情空前高漲。基于此，本文將結(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(duì)嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞 嵌入式 軟件仿真 開發(fā)平臺(tái) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

嵌入式設(shè)備是上個(gè)世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的單片機(jī)結(jié)構(gòu)，其元件可以通過(guò)系統(tǒng)連接對(duì)計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令。進(jìn)入21世紀(jì)，由于嵌入式設(shè)備的處理功能、調(diào)試能力逐漸增強(qiáng)，嵌入式軟件的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

1嵌入式軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1仿真模型

仿真模型從邏輯語(yǔ)言上講，其處理功能和數(shù)字化表示特點(diǎn)存在感很強(qiáng)，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(diǎn)劃分為三個(gè)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(cè)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(jì)算方法上的特點(diǎn)。

邏輯仿真模型的仿真對(duì)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(jì)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(gè)輸入端，所以在測(cè)算信息時(shí)，不同端口所表現(xiàn)出來(lái)的功能不同。與此同時(shí)，端口在輸出數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷，通過(guò)計(jì)算機(jī)反饋的信號(hào)進(jìn)行延遲計(jì)算，所以邏輯仿真模型不僅可以通過(guò)電路電流波動(dòng)記錄仿真數(shù)據(jù)的變化情況，還能通過(guò)數(shù)學(xué)推理進(jìn)行邏輯預(yù)測(cè)。

1.2邏輯仿真算法

在嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺(tái)上，工作人員不僅可以通過(guò)仿真程序進(jìn)行數(shù)據(jù)推算，還能通過(guò)仿真模型進(jìn)行數(shù)據(jù)類別分析。但是僅靠在平臺(tái)上進(jìn)行邏輯推理的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)并不能真實(shí)反映信號(hào)所要表達(dá)的信息，所以應(yīng)進(jìn)行精密的仿真測(cè)算。仿真計(jì)算的重要參量有三個(gè)：信號(hào)節(jié)點(diǎn)、信號(hào)值、事件發(fā)生時(shí)間。只要具備上述三個(gè)要素，任何模型中的信號(hào)參數(shù)都可以轉(zhuǎn)化為記錄事件，數(shù)據(jù)可以將時(shí)間和信號(hào)進(jìn)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(tái)的實(shí)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(huì)針對(duì)某種固有的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行功能更新，所以，具備穩(wěn)定功能的嵌入式軟件，并不會(huì)在仿真單片機(jī)上獨(dú)立運(yùn)行，其在環(huán)境信息的發(fā)展上會(huì)呈現(xiàn)出多種形式的交互性。程序員通過(guò)仿真調(diào)試器對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行功能調(diào)試，其運(yùn)行情況會(huì)隨即進(jìn)入嵌入式仿真開發(fā)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，自此系統(tǒng)便會(huì)完成其開發(fā)過(guò)程。通過(guò)對(duì)仿真模型的分析可知，系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程主要包括以下三個(gè)方面：（1）系統(tǒng)中單片機(jī)會(huì)與周圍硬件仿真結(jié)構(gòu)形成特有的運(yùn)行環(huán)境，在完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的同時(shí)，進(jìn)行邏輯信號(hào)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(tái)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(shí)現(xiàn)

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

2.3嵌入式軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

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

3結(jié)論

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

參考文獻(xiàn)

[1] 陳定君，郭曉東，余克清.嵌入式軟件仿真開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2012，12（11）：118-123.

[2] 粟華山，羅婕.嵌入式系統(tǒng)仿真開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版），2011，11（07）：119-125.

[3] 李琦.面向通信領(lǐng)域的嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息與電腦（理論版），2013，15（08）：112-134.

[4] 于以序.嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)內(nèi)存管理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，12（11）：145-159.