4实用性设计

仿真开发环境的实用性主要体现在三个方面：首先，仿真环境使得开发工作更加高效、快捷和低耗。虚拟硬件设备可以无视硬件冗长的制作调试期，实现软、 硬件系统的并行开发。可视化开发环境使得开发过程更加直观，结合PC上的辅助工具和VisualStudio里强大的调试功能，开发者能熟练而快捷地完成 工作。更重要地，PC仿真技术更使得原本成本高昂的嵌入式系统开发摆脱了硬件平台的桎梏，为高校实验室开设灵活丰富的嵌入式系统实验提供了技术支持。其 次，代码的无缝移植简化了平台转换的工序，更使得即便在实验课程中编写的代码也具备相当的实用价值。可自由定义的运行时调试器可以同时在双平台使用，实时 监控运行状态。再者，基于构件的技术可以将嵌入式系统化繁为简，由简到繁。灵活构造的实验平台契合渐进式教学需要，实验人员借仿真平台透彻内核运行机制， 分解组装系统功能，深化理解嵌入式系统。

实现与测试

在PC上编写软件时，要注意软件的可移植性，选用具有较高移植性的编程语言，尽量少调用操作系统函数，并注意屏蔽不同硬件平台带来的字节顺序、字节 对齐、位段空间分配方向、代码优化(提高代码效率、减少代码的大小、避免内存泄漏)等问题。同理，在PC上编写嵌入式系统仿真开发平台时，也要屏蔽PC与 嵌入式系统在上述硬件方面的差异，目的是使仿真平台上编写的代码尽可能无缝移植到目标平台上。

1程序框架

用VisualC++MFC设计一个人机界面对话框(仿真RTOS)，类封装了按键和LCD显示的功能和变量。对话框发起两个线程，分别仿真COACH和HCE。代码如下：

2仿真RTOS主进程

以一个对话框控件类实现主进程的所有功能，包含控制台输入、界面输出和双线程入口函数。类定义如下(部分代码已省略)：

3仿真COACH线程

具体工作包含仿真COACH系统的状态机运转、API及消息通信。在API被执行过程中，COACH依协议定义读写消息队列。消息队列由COACH自己维护，接收HCE线程和界面主进程发送过来的消息。因本线程代码量大,本处以伪代码简要表示流程。

4仿真HCE线程

以线程的方式运行于仿真平台中，组织全部用户代码。类似地，线程也维护一个消息队列，接收COACH线程发送的消息或者自身的同步消息。

5测试

仿真系统建立以后，它必须经过验证和确认过程，以确立其结果正确性的可信度，然后才能成为项目决策的论据。本文以COACH嵌入式DSP系统为原 型，以典型应用案例为蓝本，成功设计实现了仿真开发环境演示版，运行效果如图5。测试结果证明，仿真开发环境完美仿真了嵌入式系统内外部运行机制和开发环 境，极大提高了嵌入式开发的效率，丰富了嵌入式系统的开发手段。

结语

本文结合构件化技术和软件仿真技术，开创性地设计了一套既可用于渐进式实验教学又能达到无缝移植的商用嵌入式软件仿真开发环境。此环境高度仿真了 COACH嵌入式DSP系统的运行机制和开发环境。实践证明，软件仿真技术达到了设计代码“无缝移植”的目的，而构件化技术使高校在嵌入式系统开发实验课 程上可以采取灵活多变、由简入繁的渐进式教学。仿真开发环境虽完整仿真了嵌入式RTOS和软件体系，但是屏显和图形用户界面API的仿真尚需完善。另外， 为使仿真开发环境能适应不同的硬件配置变化，构建通用仿真环境设计模式和硬件仿真工具箱是可行的思路。

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