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硬件模拟平台是在广泛使用的、人机接口完备的工作平台上,如小型机和PC,通过软件手段模拟执行为某种嵌入式处理器内核编写的纯软件实现的程序测试工具,在嵌入式开发中,这是一种必不可少的软件开发平台。 本文从硬件模拟平台开发的必要性谈起,探讨了现有的模拟平台的一些特性,综合分析CK-core的特点和需求,提出了一种全新的模拟器——CK-Simulator的架构设计,讨论的重点在平台的灵活性和可扩展性设计上。CK-Simulator的设计中主要提出了三点创新来改善模拟平台的可扩展性与灵活性: 第一,为了模拟器结构清晰,统一访问入口,设计一个完整而独立bus的数据结构,模拟目标硬件中总线的功能。由于以往模拟器的设计往往出于一些其他的考虑而忽略了这一点,导致memory、I/O访问入口容易出现混乱,而这种bus访问入口的完善,可以统一访问入口,使程序结构变得非常清晰。 第二,为了便于外围设备的扩展,设计一种通用的module数据结构。因为所有的外围设备对于CPU来说,都只是I/O的访问,那么只要在module中实现了I/O方法的入口,一个完整的开发板上,除cpu和bus之外,所有的外围设备都可以用这样一个module数据结构来描述。这种结构与上面提到的bus结构相结合,使CK-Simulator的设备扩展非常容易。 CK-Simulator设计的第三个创新,是指令集模拟设计中的实现方法。CK-Simulator的设计中,指令集的功能使用一个类实现,每一条指令形成一个完全独立的方法,这种结构保证了每条指令完全独立的特性,使以后的指令扩展也非常容易。 CK-Simulator平台的可扩展性设计对于使用CK-core的任何一种MCU的模拟扩展都非常方便,也便于CK-core的升级。