单片机软硬件联合仿真解决方案

转移，SMARTMEDIA和RAM之间的数据块转移。
　　
　　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。
　　
　　SMARTMEDIA是一个移动存储卡，主要用于存储文件，MiniWeb卡支持8M到256M的SMD卡。
　　
　　文件系统是MiniWeb卡的新开发模块，文件系统的测试主要通过TFTP来进行，为此MiniWeb卡上的TFTP服务程序进行了特殊设计，支持格式化SMARTMEDIA，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：
　　
　　MiniWeb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SMARTMEDIA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SMARTMEDIA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。
　　
　　MiniWeb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MACBFM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，MACBFM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。
　　
　　51CPUBFM负责单片机管脚时序的产生和捕获。51CPUBFM是与ISS51紧密捆绑的，由ISS51安装程序提供。
　　
　　SMARTMEDIA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SMARTMEDIA的正确性和DMAController的接口时序。
　　
　　DMAController是MiniWeb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.MiniWeb卡硬件模块电路图
　　
　　图2中U11为SMARTMEDIA仿真模型，U4为DMAController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MiniWeb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MACCModel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MiniWeb卡仿真系统传递网页文件，使用IE浏览MiniWeb卡仿真系统中的网页，MiniWeb卡的所有功能都能够被检验。
　　
　　使用网络臭探器S

《单片机软硬件联合仿真解决方案(第2页)》