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单片机开发解决方案
时间:2016-05-27 14:52:53
 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*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(点击查看大图):

单片机软硬件联合仿真解决方案

  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。

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