[發(fā)明專利]可重構的8位RSIC單片機仿真器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410351303.8
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104077204A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉明峰;顧永剛;黃堅;郭暉
• 申請（專利權）人: 無錫中微愛芯電子有限公司
• 主分類號: G06F11/26
• 分類號: G06F11/26
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;張濤

技術領域

本發(fā)明涉及一種仿真器，尤其是一種可重構的8位RISC單片機仿真器，屬于電子控制裝置的技術領域。

背景技術

當前，8位RISC體系結構的單片機（MCU）廣泛應用于智能設備上，特別是家用電器、智能工具、智能玩具、醫(yī)療保健、安防系統(tǒng)、電源管理等方面，市場的需求量十分龐大。巨大的市場需求吸引了眾多的微電子廠商開發(fā)出品種繁多的8位RISC單片機，其中大部分是通用型單片機，也有一部分是專用型或半專用型的。在這塊熱土上，云集了如PIC，EMC，Holtech，Sonix，Feeling等等著名廠商。

通用型單片機通常需要根據實際應用的需求，經過二次開發(fā)才能達到實際應用的要求。二次開發(fā)的重點是對單片機的編程，為了加快編程和調試，應用工程師通常會使用單片機仿真器。單片機廠商也推出了各自的仿真工具，提供給應用工程師用于開發(fā)各種各樣的應用。盡管作為8位RISC單片機，其實際的功能大同小異，但各開發(fā)廠商推出的產品都是不兼容的，除了微控制器的架構有差異外，特別是指令系統(tǒng)的定義，各家廠商更是完全不同的。

通常，單片機廠商推出的仿真工具，只適合自家單片機系列的仿真和調試，對其他廠商的單片機就無能為力了。鑒于這種情況的存在，方案應用工程師的案頭，往往會有一大堆的各種品牌單片機的仿真器，用于應對各種各樣的應用方案的評估和開發(fā)。

由于巨大的市場需求，眾多的微電子廠商開發(fā)出品種繁多的8位RISC單片機。由于不同廠商推出的單片機并不兼容，特別是指令代碼、指令長度、寄存器地址、RAM地址等等都不一樣，所以微電子廠商推出的各自仿真器，也只適用于各自推出的單片機，甚至有的仿真器只適用一種單片機。

公開號為CN102096725A的文件是一種采用FPGA的單片機仿真器，通過?FPGA芯片來模擬Bond?out?MCU（下文簡稱目標單片機核）并實現微控制芯片CS6088的仿真功能。

目前微電子廠商推出的各自仿真器，由于難以通過軟件的方法，在線更新仿真控制芯片和目標單片機的核，所以不能用于其他系列的單片機仿真，有的仿真器（如公開號為CN102096725A的文件）僅只能用于一種特定的單片機。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種可重構的8位RSIC單片機仿真器，其結構簡單，能實現對不同廠家不同系列的RSIC單片機的仿真開發(fā)，操作方便，適應范圍廣，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術方案，所述一種可重構的8位RSIC單片機仿真器，包括仿真器主板；所述仿真器主板包括仿真監(jiān)控芯片、仿真芯片以及存儲器；所述仿真監(jiān)控芯片與仿真芯片以及存儲器連接，仿真芯片與存儲器連接；仿真監(jiān)控芯片通過USB接口與上位機通信，上位機檢測并能更新仿真監(jiān)控芯片內的仿真固件，以使得仿真監(jiān)控芯片內的仿真固件匹配目標單片機系列；仿真監(jiān)控芯片內的固件匹配目標單片機系列后，能將仿真芯片的內核配置成目標單片機，仿真監(jiān)控芯片能仿真固件控制仿真芯片的工作狀態(tài)，以重構得到所需的單片機仿真器。

所述仿真監(jiān)控芯片能將用戶代碼存儲在存儲器內，仿真芯片能讀取存儲器內的用戶代碼并執(zhí)行代碼仿真；仿真監(jiān)控芯片將仿真芯片對用戶代碼執(zhí)行時的仿真狀態(tài)以及仿真數據通過USB接口返回至上位機內。

所述存儲器采用SRAM靜態(tài)存儲器。所述仿真芯片采用現場可編程邏輯芯片FPGA，仿真芯片通過ICE控制總線以及配置下載總線與仿真監(jiān)控芯片連接，仿真監(jiān)控芯片與系統(tǒng)晶振連接，仿真芯片與用戶晶振連接。

所述仿真監(jiān)控芯片通過ICE控制總線控制仿真芯片的工作狀態(tài)包括復位、調試運行、全速運行、單步運行或暫停運行。

所述仿真監(jiān)控芯片采用ARM，仿真器主板的電源端與用于提供仿真監(jiān)控芯片、仿真芯片以及存儲器工作電壓的外部電源連接。

所述仿真芯片能處理的指令寬度在12位到16位之間。仿真芯片通過端口電路板與用戶目標板連接，所述端口電路板包括電平轉換芯片組、端口芯片以及端口保護電路，端口芯片通過電平轉換芯片組與仿真芯片連接，端口芯片通過端口保護電路與用戶目標板連接。

所述仿真芯片具備Bond-out外部仿真邏輯。所述外部電源為輸出DC?9V的電源。

本發(fā)明的優(yōu)點：在仿真器硬件架構不變的情況下，通過更新仿真監(jiān)控芯片的仿真固件以適合各種不同系列的RISC單片機；通過更新仿真芯片的配置的目標單片機內核，來適合不同型號的RISC單片機，實現了采用軟件的方法，重構出不同的仿真器，結構簡單，操作方便，適應范圍廣，安全可靠。

附圖說明