[發明專利]基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統及同步方法

有效

• 申請號: 202111182277.7
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113821076B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 宋雷軍;周學思;申臻;侯正平;施小敏
• 申請（專利權）人: 上海航天計算機技術研究所
• 主分類號: G06F1/12
• 分類號: G06F1/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，包括多個虛擬數字單機和時序同步中心節點；

所述虛擬數字單機用于模擬硬件芯片的指令執行；所述虛擬數字單機能夠根據模擬的指令機器周期數計算得到該虛擬數字單機在虛擬時鐘環境下的運行時間；

多個所述虛擬數字單機之間通過所述時序同步中心節點進行時序同步。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，多個所述虛擬數字單機分為多個虛擬數字單機分組，在每一分組中任一單臺虛擬數字單機能夠與該分組中的其他虛擬數字單機之間進行時序同步，也可以與其他的虛擬數字單機組成另外的一組，并以該組的同步周期與分組內的其他數字單機之間進行時序同步。

3.根據權利要求1所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述虛擬數字單機發送通過同步信息進行時序同步；所述同步信息的結構包括組同步碼、單機同步碼和同步周期。

4.根據權利要求3所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述組同步碼包括組ID號和同步判別碼；

所述組ID號為是16bit的數字，為虛擬仿真系統內的唯一標識；

所述同步判別碼由同一個分組內的單機識別碼進行“或”操作后得到，長度為2的冪次方。

5.根據權利要求3所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述單機同步碼包括單機識別碼和同步標識：

所述單機識別碼為同一個分組內的單機唯一標識，數據長度與所述同步判別碼的長度一致；

每一分組內的所有單機識別碼進行或操作后，作為同步判別碼；

所述同步標識為虛擬數字單機用來標記同步狀態，分為已同步和未同步兩種狀態。

6.根據權利要求3所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述同步周期為在虛擬時鐘環境下，由同步周期內對應的機器周期數得到，其轉換公式為：機器周期數n＝虛擬時鐘周期t*芯片的運行頻率f。

7.根據權利要求3所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述時序同步基于同步反饋指令，包括組ID號和同步判別反饋碼。

8.根據權利要求7所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統，其特征在于，所述時序同步中心節點，用于接收虛擬數字單機發送的所述組同步碼和所述單機同步碼，根據所述組同步碼和所述單機同步碼判別同一個分組內所有虛擬數字單機是否均已運行到了指定的同步時間點，如果均運行到了指定的同步時間點，則廣播發送該分組的同步反饋指令。

9.一種基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統的同步方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：初始化虛擬數字單機的同步信息，具體為，將虛擬仿真系統中，進行所述虛擬數字單機上電運行后的同步信息列表初始化，配置同步信息，設置同步信息中的同步標識為“未同步”；

步驟S2：通過虛擬時鐘進行同步處理，具體為，通過虛擬時鐘的同步處理模塊計算模擬的指令機器周期數，遍歷同步信息列表，當計算的指令周期數滿足某一分組的同步周期時，設置同步標識為未同步，暫停虛擬數字單機的仿真指令運行，向時序同步中心節點發送該分組的組同步碼和單機同步碼，等待時序同步中心節點發送同步反饋指令；

步驟S3：進行同步判別，具體為，通過時序同步中心節點接收虛擬數字單機發送的組同步碼和單機同步碼，將收到的同一個分組的單機同步碼進行或操作，判別是否與同步判別碼相同，如果相同，則該分組所有的虛擬數字單機均已運行到了指定的同步時間點，完成了同步，因此通過網絡廣播的方式，發送同步反饋指令給各虛擬數字單機；

步驟S4：同步反饋指令接收，具體為虛擬數字單機通過獨立的進程接收同步反饋指令，根據組ID號，判斷是否是有效的同步反饋指令，如果同步反饋指令的組ID號與同步信息列表中的組ID號一致，則更新對應分組的同步信息中的同步標識為已同步。

10.根據權利要求9所述的基于虛擬時鐘的虛擬仿真系統的同步方法，其特征在于，當虛擬數字單機識別到同步標識更新為已同步時，再次啟動虛擬數字單機的仿真指令運行，并將同步標識設置為未同步，并重復執行步驟S2至S4。