仿真器種類

軟件仿真器

這種方法主要是使用計算機(jī)軟件來模擬運行，實際的單片機(jī)運行因此仿真與硬件無關(guān)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(jìn)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(guān)的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最終的設(shè)計。

硬件仿真器

使用附加的硬件來替代用戶系統(tǒng)的單片機(jī)并完成單片機(jī)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(jìn)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。

仿真器的基本實現(xiàn)方式

1）商用CPU這是一種最簡單的實現(xiàn)方式，直接采用最普通的商用CPU去設(shè)計仿真器。一般來說，CPU都有一些資源，如非屏蔽中斷，NMI，TRAP指令，Ready信號等等。在用商用CPU去設(shè)計仿真器時，基本上都會采用這些指令式信號，以達(dá)到單步Step，全速運行Go，斷點Breakpoint的功能。用商用CPU去設(shè)計仿真器，一般來說其CPU的速度不能很快，

如像8051，196等是可以采用這種方式的。若CPU的速度很快，則無法去實現(xiàn)。因為仿真器要在CPU的地址，數(shù)據(jù)總線上截取或插入某些資訊。CPU的速度太快，則根本無法在時序上去做截取或插入資訊的動作。用商用CPU去做仿真CPU，一般來說會碰到I/O管腳重整的困難，就像最簡單的8051或83C196，其A/D總線都可復(fù)用成I/O。而仿真器是要提供所有有關(guān)CPU的資料給用戶。所以，實際上CPU是以地址/數(shù)據(jù)總線的方式在運行。如用戶的設(shè)計是用I/O方式的話，仿真器就一定要重新整合一套I/O線路出來。這一點是最麻煩的地方，往往有些簡單的仿真器就不能做到這一點。

2）采用特殊的仿真模式有的商用CPU會提供一些特殊的仿真模式，其CPU還是采用商用CPU。但當(dāng)CPU在上電或復(fù)位時，如果在CPU的某些管腳上灌一些特殊的電平或序列，則CPU就會進(jìn)入一種特殊的仿真模式，如Philips的8051CPU，就是有一種叫“Hooks”的模式。進(jìn)入這種模式之后，CPU會在地址數(shù)據(jù)總線上分時地提供一些用于I/O重建的信息。有了這種特殊的仿真模式，仿真器進(jìn)行I/O重建相對來說比較簡單一些，但往往會存在著一些時序方面的問題。畢竟進(jìn)入仿真模式之后的CPU的時序與普通CPU是有所不同的。如果用戶的設(shè)計非常苛刻的話，有時會存在連不上目標(biāo)板的問題，并且，這時的CPU在跑很高的時鐘頻率會遇到困難。

3）使用專用仿真CPU–BondoutSilicon一般來說，當(dāng)CPU的速度很快時，往往就需要專用的仿真CPU了。這時仿真器在控制方面，相對來說設(shè)計起來就比較簡單。但此時仿真器的性能，已在很大程度上取決于仿真CPU了。仿真CPU設(shè)計得好，則相對來說仿真器的功能及穩(wěn)定度都會比較好。但是，由于仿真CPU是一款專用的CPU，對于芯片廠商來說生產(chǎn)的數(shù)量非常少，往往其測試程度不會很高，專用的仿真CPU或多或少都會有些問題，就像目前國內(nèi)仿真器普遍采用的W78958仿真CPU。這是Winbond為8051做的一種仿真CPU，其在中斷，I/O的驅(qū)動能力等存在著問題。

4）利用BDM，JTAG方式當(dāng)CPU越來越復(fù)雜，速度越變越快時，以上方式都已不能滿足要求了。像PowerPC或Pentium，其內(nèi)部有MMU，Cache，并且可亂序執(zhí)行，以往傳統(tǒng)的總線方式都不可行了。JTAG的提出，最初是給測試用的，主要目的是為了測試器件是否焊好，是否存在短路或斷路。后來，一些CPU的廠商把這一概念引進(jìn)到了用于CPU內(nèi)部。把JTAG的移位寄存器全部連到CPU內(nèi)部的控制狀態(tài)寄存器，并增加一些仿真器專用的寄存器，如控制Memory的讀寫等。這時，仿真器在硬件上面已變得很簡單了，用戶設(shè)計目標(biāo)板時，只要把幾個控制管腳電平設(shè)計正確，就可以實現(xiàn)在線實時控制。