基于單片機軟硬件聯合仿真解決方案

　　縮略詞解釋：

　　BFM：總線功能模塊。在HDL硬件語言仿真中，BFM完成抽象描述數據和具體的時序信號之間的轉換。

　　PLI：Verilog編程語言接口，是C語言模塊和Verilog語言模塊之間交換數據的接口定義。

　　TCL：字面意思是工具命令語言，是一種解釋執行語言，流行EDA軟件一般都集成有TCL。使用TCL用戶可以編寫控制EDA工具的腳本程序，實現工具操作自動化。

　　ISS：CPU指令集仿真器，可以執行CPU的機器碼。

　　TFTP：簡單文件傳輸協議，Windows的tftp.exe既是該協議的客戶端實現。

　　 MEDIA：一種存儲卡，常用于數碼相機、MP3。

　　DMA：直接內存訪問。用于外部設備之間高速數據轉移。

　　MAC：媒體接入控制器。本文中是指網卡芯片。

　　前言

　　傳統的嵌入式系統中，設計周期、硬件和軟件的開發是分開進行的，并在硬件完成后才將系統集成在一起，很多情況下，硬件完成后才開始進行實時軟件和整體調試。軟硬件聯合仿真是一種在物理原型可用前，能盡早開始調試程序的技術。

　　軟硬件聯合仿真有可能使軟件設計工程師在設計早期著手調試，而采用傳統的方法，設計工程師直到硬件設計完成才能進行除錯處理。有些軟件可在沒有硬件支持的情況下完成任務的編碼，如不涉及到硬件的算法。與硬件相互作用的編碼在獲得硬件之前編寫，但只有在硬件上運行后，才能真正對編碼進行調試。通過采用軟硬件聯合仿真技術，可在設計早期開始這一設計調試過程。由于軟件的開發通常在系統開發的后段完成，在設計周期中較早的開始調試有可能將使這一項目提早完成，該技術會降低首次將硬件和軟件連接在一起時出現意外而致使項目延期完成所造成的風險。

　　在取得物理原型前，采用軟硬件聯合仿真技術對硬件和軟件之間的接口進行驗證，將使你不會花太多的時間在后期系統調試上。當你確實拿到物理原型開始在上面跑軟件的時候，你會發現經過測試的軟件部分將會正常工作，這會節省項目后期的大量時間及努力。

　　軟硬件聯合仿真系統由一個硬件執行環境和一個軟件執行環境組成，通常軟件環境和硬件環境都有自己的除錯和控制界面，軟件通過一系列由處理器啟動的總線周期與硬件的交互作用。本文以一個Mini Web卡的開發介紹一種軟硬件聯合仿真系統。

　　該方案的核心是采用一個51單片機仿真引擎GoldBull ISS51（以下簡稱ISS51），ISS51是51單片機開發環境Keil uVision2的一個插件，ISS51具有連接Keil和硬件仿真環境Modelsim的接口，可以實現軟硬件同步仿真。在該系統中，Keil作為軟件調試界面，Modelsim作為硬件仿真和調試界面，ISS51負責軟件執行、監控軟件斷點、單步執行、內存和寄存器數據返回給Keil、CPU總線時序產生和捕獲、內部功能模塊（如定時器，串口）的運行等功能。