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嵌入式系统的多样化格式论文 引言：全系统仿真是指在宿主机的操作系统上运行一个模拟硬件的程序来仿真目标硬件在其上可以运行的软件栈(包括操作系统和应用程序)现有的仿真工具大多是基于单机架构的在使用上它们往往存在着配置复杂、对机器CPU、内存等配置要求较高软/硬件逻辑改动无法同步等不足为此我们考虑到了嵌人式系统软/硬件开发人员位于分布式环境的特点设计了一种基于B/s架构的分布式仿真平台分布式的架构解决了上述单机架构的不足此外它通过开发人员对子模块软硬件逻辑的局部更新实现对系统全局仿真模型自动和增量式的更新我们基于开源嵌入式全系统仿真工具SimSoCCaa实现了该仿真平台 同时我们的工程经验也阐释了将单机架构的仿真工具改成了分布式架构的一般规律本文首先讨论了嵌入式仿真工具从单机架构改成分布式带来的优点然后给出了一种基于B/S架构的仿真平台的设计与实现最后通过两个典型的场景说明了该平台的应用 1从单机架构到分布式在这一部分我们将比较分布式的仿真平台和基于单机的仿真平台讨论分布式架构可能带来的优点 考虑这样一种基于B/S架构的分布式仿真平台：软硬件开发人员位于分布式的环境中即在不同的地方使用不同的机器进行开发工作开发者通过仿真平台的Browser端提交软硬件逻辑、提交仿真任务仿真平台的Server端负责构建仿真模型进行仿真计算如图1所示这样的一种分布式架构相比基于单机的仿真工具会带来一些显而易见的好处：无需在本地搭建仿真环境通过浏览器即可使用;将非常消耗计算资源的仿真计算从本地机器转移到了Server端;开发者对软硬件逻辑的改动通过提交到Server可以及时反映给其他开发者;对通常是命令行界面、较难上手的仿真工具进行了封装只将有用的功能通过Browser端的GUI暴露给使用者 此外相较于单机架构分布式架构提供了更方便的构建仿真模型的方法在使用基于单机架构的仿真工具时最重要、也是工作量最大的任务是构建仿真模型仿真模型的构建依赖于对于目标系统(尤其是软硬件逻辑及其接口)有全面和深刻的理解在一些规模较大、逻辑较为复杂的嵌入式开发项目中单人很难做到理解整个系统因此在实际项目开发中往往有专职的仿真人员这些仿真人员独立于软硬件开发人员他们需要在整个开发周期里同开发人员沟通了解开发人员的开发进度跟进并理解最新的软硬件代码搭建/更新仿真模型将仿真结果反馈给开发人员仿真人员的存在毫无疑问会增加人力成本和沟通成本 而在分布式的环境中在待仿真系统完成了软硬件功能划分后首先通过Browser端描述系统的架构此后在整个系统开发周期中不同分工的软/硬件开发者只需通过Browser端提交子模块相应的代码逻辑进行局部仿真模型的构建与更新与此同时整个系统的仿真模型会进行自动地、增量式的更新在嵌入式系统开发中不同开发者的分工不同除了软硬件开发者之间的分工差异之外不同的硬件开发人员可能分别负责FPGA硬件逻辑中不同的子模块在分布式的架构中不要求有专人对整个系统有全局性的理解以构建仿真模型每个人可以专注于他所负责的子模块 2分布式仿真平台设计与实现这个仿真平台的重点是分布式框架而非工具本身因此在实现上我们希望尽可能地集成现有的仿真工具而非重新开发一个仿真工具 我们选择将开源全系统仿真工具SimSoC变成从单机架构变成分布式本节将讨论仿真平台实现的技术细节 2.1B/S架构在实现上我们决定使用FlexE来开发Browser端 Flex是Adobe公司发布的基于Flash平台开发富互联网应用(richinternetapplicationsRIA)的技术Browser端允许用户通过GUI界面完成以下操作：编辑系统架构;提交/更新软硬件逻辑;提交仿真任务查看仿真结果 Server端则起到了信息和控制中枢的作用它负责：维护仿真资源库;运行用户提交的仿真任务;管理提交的软硬件逻辑 我们使用JavaServletlg作为Browser端与Server端的中间层Servlet由Tomcat服务器进行加载运行在Server端它可以将来自于Browser端的Http请求翻译成对SimSoc的调用命令JavaServlet的存在使得Browser端同Server端的仿真工具解耦当使用非SimSoC的其它仿真工具时只需要在JavaServlet重新定义Http请求到仿真工具调用命令的映射即可 2.2配置系统架构用户在使用Browser端配置系统架构时并不需要从零开始搭建而是可以复用一些预定义的仿真资源模块 由于我们使用SimSoC作为Server端的仿真工具因此这些仿真模块会分别对应SimSoC里一些已经实现的SystemC