嵌入式軟件工程師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)_嵌入式系統(tǒng)仿真集成開(kāi)發(fā)環(huán)境SkyEye

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嵌入式軟件工程師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)_嵌入式系統(tǒng)仿真集成開(kāi)發(fā)環(huán)境SkyEye,   

   

　　SkyEye

　　SkyEye是一個(gè)在Linux和 Windows平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)純軟件仿真的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它基于GPL協(xié)議，可在SkyEye上運(yùn)行Linux、mClinux以及mC/OS-II 等多種嵌入式操作系統(tǒng)和各種系統(tǒng)軟件（如TCP/IP、圖形子系統(tǒng)、文件子系統(tǒng)等），并可對(duì)它們進(jìn)行源碼級(jí)的分析和測(cè)試。

　　SkyEye作為指令級(jí)仿真器，可以仿真多種嵌入式開(kāi)發(fā)板，支持多種CPU指令集，在SkyEye上運(yùn)行的操作系統(tǒng)意識(shí)不到它是在一個(gè)虛擬環(huán)境中運(yùn)行，而且開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)SkyEye調(diào)試操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件。由于SkyEye的目標(biāo)不是驗(yàn)證硬件邏輯，而是協(xié)助開(kāi)發(fā)、調(diào)試和學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件，所以在實(shí)現(xiàn)上SkyEye與真實(shí)的硬件環(huán)境相比有一定差別。在時(shí)鐘節(jié)拍的時(shí)序上，SkyEye不保證與硬件完全相同，并簡(jiǎn)化了對(duì)軟件透明的一些硬件仿真，這樣可以提高SkyEye的執(zhí)行效率。

　　在32位嵌入式CPU領(lǐng)域中，ARM系列CPU所占比重相當(dāng)大，因此SkyEye首先選擇了ARM CPU核作為仿真目標(biāo)CPU核。SkyEye可用于學(xué)習(xí)、分析、開(kāi)發(fā)Linux、mClinux、mC/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核和TCP/IP實(shí)現(xiàn)，了解ARM嵌入式CPU編程，而這一切都可在一個(gè)集成環(huán)境中完成。如果能夠改進(jìn)SkyEye本身，則大家對(duì)ARM、8019 ethernet網(wǎng)絡(luò)芯片等硬件的了解也會(huì)更深入。由于SkyEye與GDB可以無(wú)縫結(jié)合，開(kāi)發(fā)者可以方便地使用GDB提供的各種調(diào)試手段對(duì)SkyEye仿真系統(tǒng)上的軟件進(jìn)行源碼級(jí)調(diào)試，還可以進(jìn)行各種分析，如執(zhí)行熱點(diǎn)分析、程序執(zhí)行覆蓋度分析等。

　　SkyEye技術(shù)分析

　　SkyEye實(shí)現(xiàn)的硬件仿真

　　* CPU和開(kāi)發(fā)板系列

　　目前SkyEye可以仿真的CPU主要是基于ARM內(nèi)核的CPU，包括ARM7TDMI、StrongARM、ARM720T、ARM9TDMI、ARM9xx、ARM10xx、Xscale、Ateml91x40、EP7312等。

　　各硬件開(kāi)發(fā)公司可以根據(jù)它們的需求在上述CPU核上加上特定的擴(kuò)展，形成基于各種ARM基本核心的特定CPU，如Atmel91X40和 EP7312，則分別擴(kuò)展了ARM7TDMI和ARM720T的內(nèi)存控制和各種I/O控制器，簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)板的邏輯設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了開(kāi)發(fā)板的功能。

　　目前SkyEye仿真的開(kāi)發(fā)板包括基于Atmel91x40、EP7312和StrongARM的adsbitsy開(kāi)發(fā)板，以及基于XScale PXA250的lubbock開(kāi)發(fā)板。主要仿真了對(duì)應(yīng)各個(gè)開(kāi)發(fā)板的串口、時(shí)鐘、RAM、ROM等硬件外設(shè)。嵌入式沙漏程序, 嵌入式今后發(fā)展方向, 韋東山嵌入式視頻2, 上海嵌入式公司, 吊頂嵌入式意思是, 嵌入式馬桶打開(kāi), 嵌入式電子設(shè)計(jì)題目, 初學(xué)嵌入式項(xiàng)目, 嵌入式論文心得感謝, 樹(shù)莓派嵌入式開(kāi)發(fā), 嵌入式處理器與傳感器, 嵌入式專業(yè)能考研嗎, 5g對(duì)嵌入式需求, 無(wú)線嵌入式計(jì)算機(jī), 嵌入式就業(yè)發(fā)展空間, 內(nèi)蒙嵌入式硬件開(kāi)發(fā), 美的5匹嵌入式價(jià)格, 嵌入式手術(shù)薄膜, 嵌入式技術(shù)感悟, 嵌入式沙發(fā)背景設(shè)計(jì), 上海微系統(tǒng)所嵌入式, 嵌入式警示教育,

　　* 存儲(chǔ)器管理單元和緩存單元

　　MMU即存儲(chǔ)器管理單元，是用來(lái)管理虛擬內(nèi)存系統(tǒng)的硬件。MMU的兩個(gè)主要功能是：將虛擬地址轉(zhuǎn)換成物理地址;控制存儲(chǔ)器的存取權(quán)限。MMU關(guān)掉時(shí)，虛擬地址直接輸出到物理地址總線。MMU本身有少量存儲(chǔ)空間存放從虛擬地址到物理地址的匹配表，此表稱作TLB。為了支持仿真多種類型CPU的MMU/Cache，SkyEye包含了一個(gè)通用的MMU/Cache仿真實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)一些參數(shù)的調(diào)整可以支持仿真多種類型的MMU/cache物理結(jié)構(gòu)和邏輯行為。

　　* 網(wǎng)絡(luò)芯片

　　目前SkyEye仿真了8019as網(wǎng)絡(luò)芯片，其特點(diǎn)是：NE2000兼容，內(nèi)建 16K RAM緩沖區(qū)，10MB傳輸速率。開(kāi)發(fā)板上可以加入網(wǎng)絡(luò)芯片8019as，再加上不同操作系統(tǒng)上的8019as驅(qū)動(dòng)程序，可以完成各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。目前已經(jīng)在在基于Atmel91x40的開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)芯片8019as擴(kuò)展，并增加了mC/OS-II和mClinux的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序，支持大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，如lwip、nfs server/clinet、http server/client、telnet server/client、ftp server/client等。

　　SkyEye總體結(jié)構(gòu)

　　SkyEye基于GDB /armulator，可以仿真完整的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，目前包括CPU、內(nèi)存、I/O寄存器、時(shí)鐘、UART、網(wǎng)絡(luò)芯片，將來(lái)還會(huì)有MMU、Cache、LCD、USB等各種硬件。

　　SkyEye從總體上分為以下四個(gè)層次。

　　用戶接口模塊：處理用戶的輸入命令，并把相關(guān)調(diào)試數(shù)據(jù)輸出給用戶。

　　符號(hào)處理模塊：主要處理執(zhí)行文件的頭信息，解釋執(zhí)行文件中內(nèi)嵌的debuger調(diào)試信息，以及對(duì)符號(hào)表的管理和對(duì)源代碼表達(dá)式的解析，并定位源代碼中的語(yǔ)句位置和機(jī)器碼的位置關(guān)系等。

　　目標(biāo)控制模塊：主要完成執(zhí)行控制（如中斷執(zhí)行，中斷條件的設(shè)置等）、程序棧結(jié)構(gòu)分析，以及對(duì)具體目標(biāo)硬件的控制（如本地調(diào)試、遠(yuǎn)程調(diào)試和仿真調(diào)試的控制）。

　　目標(biāo)仿真模塊：仿真主要硬件的執(zhí)行，對(duì)執(zhí)行文件的機(jī)器指令進(jìn)行解釋，并仿真執(zhí)行每一條機(jī)器指令，產(chǎn)生相應(yīng)的硬件響應(yīng)。