文件系統(tǒng)的開發(fā)，在仿真環(huán)境下更容易和快捷。比如在仿真結(jié)束時(shí)，可以將SMART MEDIA仿真模型中的數(shù)據(jù)倒換到磁盤文件中，在仿真開始時(shí)，將磁盤文件中的數(shù)據(jù)加載到SMART MEDIA仿真模型中，在定位文件系統(tǒng)的問題時(shí)，這一個(gè)功能很有用。

采用軟硬件聯(lián)合仿真，便于系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)。51單片機(jī)的外部RAM訪問效率較低，內(nèi)存拷貝、外部器件之間的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)移很浪費(fèi)時(shí)間。將大量數(shù)據(jù)的拷貝操作或數(shù)據(jù)塊校驗(yàn)、比較操作在CPLD內(nèi)實(shí)現(xiàn)，可以大大改進(jìn)51單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。通過軟硬件聯(lián)合仿真，可以評(píng)估CPLD處理數(shù)據(jù)對(duì)性能的改進(jìn)。

Mini Web卡軟硬件聯(lián)合仿真系統(tǒng)：

軟硬件聯(lián)合仿真主要解決的問題是系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，它不解決電源、濾波電容、總線電平兼容問題。

做系統(tǒng)仿真，首先要對(duì)硬件系統(tǒng)建模。我們關(guān)注的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和可執(zhí)行性。

系統(tǒng)中的串口只是用來支持ISP下載軟件，軟件部分沒有對(duì)串口做任何操作，所以系統(tǒng)仿真可以不必考慮。

網(wǎng)卡芯片AX88796，廠商沒有提供仿真模型。它與CPU的接口符合ISA接口標(biāo)準(zhǔn)，軟件對(duì)AX88796的操作是根據(jù)NE2000標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡芯片設(shè)計(jì)的，由此我們建立了一個(gè)網(wǎng)卡芯片的仿真模型。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)MAC BFM來仿真網(wǎng)卡芯片的ISA接口，NE2000定義的寄存器在C模型中實(shí)現(xiàn)，MAC BFM與NE2000寄存器C模型通過PLI接*換數(shù)據(jù)。

SRAM仿真模型是很容易獲取的，很多器件生產(chǎn)商都提供Verilog仿真模型，但器件生產(chǎn)商提供的Verilog仿真模型都包含復(fù)雜的延時(shí)控制代碼，這會(huì)影響仿真速度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們可以確保SRAM在單板設(shè)計(jì)中被正確應(yīng)用，不會(huì)產(chǎn)生時(shí)序問題，所以我們可以采用一個(gè)簡化的SRAM仿真模型，這是我們自己設(shè)計(jì)的，有效代碼只有十幾行。

51CPU BFM 負(fù)責(zé)單片機(jī)管腳時(shí)序的產(chǎn)生和捕獲。51CPU BFM是與ISS51緊密捆綁的，由ISS51安裝程序提供。

SMART MEDIA是三星公司提供的仿真模型，我們使用的也是三星公司的同類型存儲(chǔ)卡。該模型可以用于驗(yàn)證軟件操作SMART MEDIA的正確性和DMA Controller的接口時(shí)序。

DMA Controller是Mini Web卡硬件開發(fā)的一部分，將邏輯設(shè)計(jì)代碼應(yīng)用于仿真，既能檢測(cè)邏輯設(shè)計(jì)的正確性，又能使整個(gè)仿真系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

虛擬網(wǎng)卡

做系統(tǒng)仿真，必須輸入來自真實(shí)世界的激勵(lì)，并將仿真系統(tǒng)的輸出傳遞到真實(shí)世界。即便是不能連接到真實(shí)世界，也應(yīng)該提供模擬真實(shí)世界的輸入，并對(duì)仿真系統(tǒng)的輸出進(jìn)行檢測(cè)和分析。

對(duì)于Mini Web卡來說，它和真實(shí)環(huán)境是通過網(wǎng)口連接的。使用虛擬網(wǎng)卡技術(shù)，能夠?qū)D3中的MAC C Model與虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行通訊。

對(duì)于運(yùn)行在Windows系統(tǒng)上的應(yīng)用程序來說，它并不知道網(wǎng)卡是虛擬的還是真實(shí)的，應(yīng)用程序通過虛擬網(wǎng)卡收發(fā)數(shù)據(jù)，事實(shí)上是與仿真系統(tǒng)在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。

這樣就可以使用TFTP向Mini Web卡仿真系統(tǒng)傳遞網(wǎng)頁文件，使用IE瀏覽Mini Web卡仿真系統(tǒng)中的網(wǎng)頁，Mini Web卡的所有功能都能夠被檢驗(yàn)。

使用網(wǎng)絡(luò)臭探器Sniffer可以監(jiān)控虛擬網(wǎng)卡的報(bào)文流，方便協(xié)議調(diào)試。

仿真加速技術(shù)

軟硬件聯(lián)合仿真，影響仿真速度的瓶頸在HDL代碼部分的仿真。如果不設(shè)法提高HDL代碼部分的仿真速度，軟件調(diào)試就非常低效。

提高硬件仿真速度的方法之一是軟件硬件仿真采用事件同步，只在CPU訪問IO時(shí)保持軟件和硬件是同步的。

仿真加速方法之二是硬件仿真系統(tǒng)時(shí)鐘休眠。對(duì)于Mini Web卡來說，只有DMA Controller是受時(shí)鐘控制的，軟件沒有操作DMA Controller的期間，DMA Controller的運(yùn)作是毫無意義的，所以可以在非DMA操作期間，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行休眠;ISS51在每次IO訪問時(shí)，給出與上次IO訪問的時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差經(jīng)過處理可以作為時(shí)鐘休眠的時(shí)間段。如果ISS51連續(xù)進(jìn)行IO訪問，就不會(huì)產(chǎn)生時(shí)鐘休眠了。DMA Controller工作于查詢方式，可以采用時(shí)鐘休眠技術(shù)，而不會(huì)導(dǎo)致仿真與真實(shí)結(jié)果的不一致。

方法之三是，縮短SMART MEDIA仿真模型中的一些長延時(shí)的時(shí)間參數(shù)。因?yàn)樵诘却齋MART MEDIA進(jìn)入就緒狀態(tài)時(shí)，CPU必須連續(xù)查詢IO，影響仿真速度。我們主要用于軟件功能驗(yàn)證，這種修改也是可以接受的。

方法之四，在軟件設(shè)計(jì)上，謹(jǐn)慎使用外部中斷，因?yàn)橐坏┲袛鄦?dòng)，ISS51需要在每個(gè)機(jī)器周期查詢是否有中斷信號(hào)，導(dǎo)致軟件仿真和硬件仿真在每個(gè)指令上都進(jìn)行同步，影響仿真速度。如果一定要使用外部中斷，建議用C模型代替Verilog模型，這樣可不影響仿真速度;或者由用戶根據(jù)外部模塊產(chǎn)生外部中斷的時(shí)機(jī)，使用ISS51的控制命令，在恰當(dāng)時(shí)刻使能ISS51的中斷模塊。

在一個(gè)普通PC (CPU為AMD速龍1000，SDRM512M 133)，運(yùn)行Mini Web卡仿真系統(tǒng)，使用PING命令測(cè)試Mini Web卡仿真系統(tǒng)的響應(yīng)速度：

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