基于單片機軟硬件聯合仿真解決方案

　　虛擬網卡

　　做系統仿真，必須輸入來自真實世界的激勵，并將仿真系統的輸出傳遞到真實世界。即便是不能連接到真實世界，也應該提供模擬真實世界的輸入，并對仿真系統的輸出進行檢測和分析。

　　對于Mini Web卡來說，它和真實環境是通過網口連接的。使用虛擬網卡技術，能夠將圖3中的MAC C Model與虛擬網卡進行通訊。

　　對于運行在Windows系統上的應用程序來說，它并不知道網卡是虛擬的還是真實的，應用程序通過虛擬網卡收發數據，事實上是與仿真系統在進行網絡通信。

　　這樣就可以使用TFTP向Mini Web卡仿真系統傳遞網頁文件，使用IE瀏覽Mini Web卡仿真系統中的網頁，Mini Web卡的所有功能都能夠被檢驗。

　　使用網絡臭探器Sniffer可以監控虛擬網卡的報文流，方便協議調試。

　　仿真加速技術

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

　　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時鐘休眠。對于Mini Web卡來說，只有DMA Controller是受時鐘控制的，軟件沒有操作DMA Controller的期間，DMA Controller的運作是毫無意義的，所以可以在非DMA操作期間，對時鐘進行休眠；ISS51在每次IO訪問時，給出與上次IO訪問的時間差，這個時間差經過處理可以作為時鐘休眠的時間段。如果ISS51連續進行IO訪問，就不會產生時鐘休眠了。DMA Controller工作于查詢方式，可以采用時鐘休眠技術，而不會導致仿真與真實結果的不一致。

　　方法之三是，縮短SMART MEDIA仿真模型中的一些長延時的時間參數。因為在等待SMARTMEDIA進入就緒狀態時，CPU必須連續查詢IO，影響仿真速度。我們主要用于軟件功能驗證，這種修改也是可以接受的。

　　方法之四，在軟件設計上，謹慎使用外部中斷，因為一旦中斷啟動，ISS51需要在每個機器周期查詢是否有中斷信號，導致軟件仿真和硬件仿真在每個指令上都進行同步，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；或者由用戶根據外部模塊產生外部中斷的時機，使用ISS51的控制命令，在恰當時刻使能ISS51的中斷模塊。

　　在一個普通PC （CPU為AMD速龍1000，SDRM512M 133），運行Mini Web卡仿真系統，使用PING命令測試Mini Web卡仿真系統的響應速度：

　　Reply from 10.10.112.76: bytes=32 time=64ms TTL=128

　　使用IE打開Mini Web卡仿真系統中的網頁文件，感覺和撥號上網的速度差不太多。創建多個TFTP連接，同時向仿真系統傳遞或下載網頁文件，同時使用IE進行網頁瀏覽，都無響應中斷現象出現。

　　總結

　　使用軟硬件聯合仿真，Mini Web卡不需要硬件就能進行全部功能的仿真，增強了系統設計成功的信心。軟硬件聯合仿真方便系統設計調整，可以在設計前期*估性能，方便軟件和硬件的debug，是一個值得推廣的技術。