单片机软硬件联合仿真解决方案
[09-12 18:13:30] 来源:http://www.88dzw.com 单片机学习 阅读:8978次
文章摘要:网卡芯片采用的是AX88796,主要的优点是可以和51CPU方便地接口;支持100M以太网,速度高;有较大的接收报文缓存,能够平滑网络流量,减少因51CPU处理速度慢导致的报文丢弃和重发。SMART MEDIA是一个移动存储卡,主要用于存储文件,Mini Web卡支持8M到256M的SMD卡。文件系统是Mini Web卡的新开发模块,文件系统的测试主要通过TFTP来进行,为此Mini Web卡上的TFTP服务程序进行了特殊设计,支持格式化SMART MEDIA,获取剩余空间,获取文件名列表,上传、下载和删除文件。软硬件联合仿真的必要性:Mini Web卡软件模块多,软件开发风险较大。软件对硬件
单片机软硬件联合仿真解决方案,标签:单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com网卡芯片采用的是AX88796,主要的优点是可以和51CPU方便地接口;支持100M以太网,速度高;有较大的接收报文缓存,能够平滑网络流量,减少因51CPU处理速度慢导致的报文丢弃和重发。
SMART MEDIA是一个移动存储卡,主要用于存储文件,Mini Web卡支持8M到256M的SMD卡。
文件系统是Mini Web卡的新开发模块,文件系统的测试主要通过TFTP来进行,为此Mini Web卡上的TFTP服务程序进行了特殊设计,支持格式化SMART MEDIA,获取剩余空间,获取文件名列表,上传、下载和删除文件。
软硬件联合仿真的必要性:
Mini Web卡软件模块多,软件开发风险较大。软件对硬件的依赖较强,FLASH存储器的访问驱动、网卡驱动、DMA驱动,需要软硬件协同调试。
文件系统的开发,在仿真环境下更容易和快捷。比如在仿真结束时,可以将SMART MEDIA仿真模型中的数据倒换到磁盘文件中,在仿真开始时,将磁盘文件中的数据加载到SMART MEDIA仿真模型中,在定位文件系统的问题时,这一个功能很有用。
采用软硬件联合仿真,便于系统前期设计。51单片机的外部RAM访问效率较低,内存拷贝、外部器件之间的数据块转移很浪费时间。将大量数据的拷贝操作或数据块校验、比较操作在CPLD内实现,可以大大改进51单片机处理数据的能力。通过软硬件联合仿真,可以评估CPLD处理数据对性能的改进。
Mini Web卡软硬件联合仿真系统:
软硬件联合仿真主要解决的问题是系统功能设计与验证,它不解决电源、滤波电容、总线电平兼容问题。
做系统仿真,首先要对硬件系统建模。我们关注的是系统设计的正确性和可执行性。
系统中的串口只是用来支持ISP下载软件,软件部分没有对串口做任何操作,所以系统仿真可以不必考虑。
网卡芯片AX88796,厂商没有提供仿真模型。它与CPU的接口符合ISA接口标准,软件对AX88796的操作是根据NE2000标准网卡芯片设计的,由此我们建立了一个网卡芯片的仿真模型。我们设计了一个MAC BFM来仿真网卡芯片的ISA接口,NE2000定义的寄存器在C模型中实现,MAC BFM与NE2000寄存器C模型通过PLI接口交换数据。
SRAM仿真模型是很容易获取的,很多器件生产商都提供Verilog仿真模型,但器件生产商提供的Verilog仿真模型都包含复杂的延时控制代码,这会影响仿真速度。根据经验,我们可以确保SRAM在单板设计中被正确应用,不会产生时序问题,所以我们可以采用一个简化的SRAM仿真模型,这是我们自己设计的,有效代码只有十几行。
51CPU BFM 负责单片机管脚时序的产生和捕获。51CPU BFM是与ISS51紧密捆绑的,由ISS51安装程序提供。
SMART MEDIA是三星公司提供的仿真模型,我们使用的也是三星公司的同类型存储卡。该模型可以用于验证软件操作SMART MEDIA的正确性和DMA Controller的接口时序。
DMA Controller是Mini Web卡硬件开发的一部分,将逻辑设计代码应用于仿真,既能检测逻辑设计的正确性,又能使整个仿真系统得以正常运转。
将上述硬件模型连接起来,产生下图所示硬件系统模型图:
图2. Mini Web卡硬件模块电路图
图2中U11为SMART MEDIA仿真模型,U4为DMA Controller模型。
虚拟网卡
做系统仿真,必须输入来自真实世界的激励,并将仿真系统的输出传递到真实世界。即便是不能连接到真实世界,也应该提供模拟真实世界的输入,并对仿真系统的输出进行检测和分析。
对于Mini Web卡来说,它和真实环境是通过网口连接的。使用虚拟网卡技术,能够将图3中的MAC C Model与虚拟网卡进行通讯。
对于运行在Windows系统上的应用程序来说,它并不知道网卡是虚拟的还是真实的,应用程序通过虚拟网卡收发数据,事实上是与仿真系统在进行网络通信。
这样就可以使用TFTP向Mini Web卡仿真系统传递网页文件,使用IE浏览Mini Web卡仿真系统中的网页,Mini Web卡的所有功能都能够被检验。
使用网络臭探器Sniffer可以监控虚拟网卡的报文流,方便协议调试。
仿真加速技术
软硬件联合仿真,影响仿真速度的瓶颈在HDL代码部分的仿真。如果不设法提高HDL代码部分的仿真速度,软件调试就非常低效。
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