嵌入式系统设计师必备的在线ARM仿真器知识

。软件模拟器设计师必须考虑到每一件事情，特别是那些只有在硬件搭起来以后才会出现的因素，比如电容、定时、电感、芯片版本等，随着 CPU速度的增加，这些变得越来越重要。

目标Monitor相比之下要好得多，因为它是在实际硬件中运行的。但是为了使Monitor程序能够运行起来，目标系统必须是一个完整的、能够工作的系统。采用仿真器后就不是这样，仿真器在目标系统硬件不完整、或者是一点硬件都没有的情况下都可以运行。然而目标Monitor可以安装在最终产品的程序中，随时都可以激活，用来进行调试，所以这对于测试和维护来说还是有一定优势的。

七、仿真器的优点

仿真器具有软件模拟器和目标Monitor的所有功能，加上下面一些优点：

1.不使用目标系统或CPU资源

目标Monitor内核一般需要10K的ROM和10～20字节的RAM以及一个空闲的通信端口。一个好的仿真器不会使用上面任何一项。仿真器对于目标系统应当是不可见的，也就是所谓的“全透明仿真”。

2.硬件断点

软件断点的实现是通过在用户目标代码中插入2字节的TRAP(陷井)指令，将正常的程序流偏转到调试器上。如果程序计数器碰巧落到第二个字节上，程序就会崩溃。 Nohau仿真器的硬件断点功能使用比较器，将系统总线状态与预先设定的锁存器内容相比较，用以监测对于指定地址的访问，而不修改任何程序存储器内容。区域断点需要使用硬件断点来实现，但是软件断点仍然是很方便、有用的，所以Nohau的仿真器两种断点功能都提供。

当用户的目标程序存放在ROM中时，软件断点是不能用的，因为无法插入TRAP指令。对于ROM程序存储器系统，只能使用硬件断点。

3.跟踪功能(TRACE)

跟踪功能以时间为线索记录所有的处理器机器周期、以及可选的外部信号电平。跟踪功能能够记录所有的取指操作，并且在采用流水线并行处理模式的单片机中，如P51XA，区分在流水线中被取消的指令以及那些成功地执行的指令。跟踪的开始通过条件触发来实现，这样可以实现过滤功能，也就是只有感兴趣的指令周期被记录下来，其余的被舍弃。软件模拟器和目标Monitor没有跟踪存储器，也不能实现Trace功能。

4.条件触发

条件触发是非常强大、便于使用的功能，它使你可以在某些事件发生时，进行某个预先设定的行动，触发条件可以包括地址、数据、时钟周期和外部信号，这些条件可以触发一个断点、启动/停止跟踪记录、记录一个时间标记、以及很多其它由仿真器功能所决定的行动。这种强大的工具只有在仿真器中才能实现。Nohau仿真器的条件触发功能和跟踪功能有机地结合在一起，具有三级时间触发，最高级触发具有计数功能。

5.实时显示存储器和I/O口内容

使用仿真器后，可以实时地观察存储器和I/O口的内容，而不仅仅是软件模拟。你可以将自己特别喜欢的外设芯片连接到Nohau仿真器特性板的下部，然后在调试界面中访问它。如果你了解外设的所有细节，那么可以非常精确地进行系统模拟。

在很多情况下我们可能已经发现，好象只有在接入实际的硬件系统后某些问题才开始出现。采用仿真器能够使你从一开始就进入这一阶段，从而及早地发现问题、更快地完成调试任务。

因为仿真器内部自带的RAM可以和目标系统中的ROM互相替代，所以你在ROM目标系统中也可以简易地进行程序代码和数据的调试和修改。

同样，当目标系统中还没有装上存储器时，你可以使用仿真器中的仿真存储器对系统进行调试。仿真存储器的大小、分辨率和映象地址可以由用户选择。

6.硬件性能分析

软件模拟器和目标Monitor只能模拟系统运行，然后进行性能分析，但是它们已经做得不错了;而仿真器则更进一步，在实际硬件上面进行性能分析，这样就增加了精度。而且，使用实际的硬件能够发现在软件模拟中无法发现的错误。虚假中断以及其它一些故障可能会出乎意料地消耗CPU资源，导致严重的性能问题，而且很难发现。利用仿真器的性能分析，这些问题很容易暴露。

7.将仿真器和目标系统相连接

仿真器和目标系统的连接很容易。大多数问题都被仿真器公司及其代理解决了。连接需要两个步骤：

首先，需要选择适当的适配器连接方法，最好选用焊接和插座方式。P51XA系列单片机仿真器支持PLCC插座和表面安装两种目标连接方式。夹接适配器价格较高而且不可靠，不推荐用户使用。

然后，仿真器上面的软件和跳线器必须正确配置，和目标板以及软件初始化程序相匹配。这很简单，好的技术支持应当包括这一点。Nohau的仿真器一般使用缺省设置就可以工作。

对于P51XA系列单片机，只要在用户的目标板上焊接一个芯片插座(PLCC或表面安装形式)、插入EMUL51XA-PC的特性板适配