【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及嵌入式仿真，其具體涉及一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法以及應用該方法的系統。
技術介紹
1、中低頻嵌入式仿真是一種專門針對嵌入式系統中的指令核，如cortex-m3或cortex-m4這類微控制器，進行模擬仿真的技術。這些指令核通常工作在較低的頻率范圍內，它們在嵌入式系統中扮演著至關重要的角色。通過中低頻嵌入式仿真，工程師能夠在設計階段就對系統的性能進行評估和優化，確保在實際應用中，即使在資源受限和對實時性要求較高的環境中，系統也能夠穩定運行并滿足特定的性能指標。這種仿真技術不僅有助于減少硬件開發的成本和時間，還能夠提高產品開發的成功率，通過在仿真環境中模擬各種操作和信號處理過程，工程師可以及時發現并解決潛在的問題，從而在產品成型前之前，確保其質量和可靠性。遺憾的是目前市面上中低頻嵌入式仿真系統要么快而失準，要么準而緩慢，給用戶的使用帶來了挑戰。
2、行為級仿真在嵌入式系統設計中扮演著至關重要的角色，特別是在中低頻應用領域中。它通過高級語言或專用仿真工具，對系統或模塊的行為進行高度抽象的模擬，而不僅僅是硬件邏輯的直接復制。這種仿真方法允許工程師在物理硬件制造之前，就能深入探究系統的運行邏輯、性能特性及潛在問題。在行為級仿真中，工程師可以構建詳細的行為模型，模擬不同輸入條件下的系統響應，從而驗證算法的正確性、評估系統的效能指標，并預測在實際運行環境中可能遇到的問題。這種早期驗證不僅減少了后期硬件調試的工作量，還顯著提高了產品的可靠性和穩定性。此外，行為級仿真還促進了跨領域團隊的協作，使得軟件
3、時序精確仿真是一種在嵌入式系統設計驗證中至關重要的技術，它確保了系統在時鐘信號驅動下，各個組件之間的操作嚴格遵循預定的時間順序。這種仿真方法不僅模擬了系統的邏輯功能，還精確到每個時鐘周期內的信號變化，從而能夠發現因時序不匹配導致的潛在問題，如時序違規、定時混亂等。在復雜的中低頻嵌入式系統中，時序精確仿真尤為重要，因為它能夠幫助工程師在設計初期就識別并解決與時序相關的問題，避免在后期軟硬件實現階段出現高昂的修正成本。通過精確的時序模擬，工程師可以優化系統的性能，確保系統在各種工況下都能穩定可靠地運行。然而目前市面上的時序精確嵌入式仿真系統大多運行緩慢，給工程師的使用帶來了困擾。
4、超實時仿真是一種高效的模擬技術，它能夠在比實際物理過程更快的時間尺度上運行仿真模型。在嵌入式系統的開發和驗證中，超實時仿真顯得尤為重要。該技術通過強大的計算資源和優化的仿真算法，實現了對目標機系統行為的加速模擬，使得工程師能夠在短時間內觀察到長時間運行的效果，從而顯著縮短開發周期。超實時仿真不僅加快了系統測試的速度，還提高了測試的全面性和準確性，它允許工程師在虛擬環境中模擬極端工況和長時間運行條件，以評估系統的穩定性和可靠性。通過超實時仿真，工程師能夠及時發現并解決潛在問題，確保系統在實際應用中能夠表現出色。然而目前市面上尚未發現時序精確的行為級超實時嵌入式仿真系統。
技術實現思路
1、為了解決現有技術存在的各種問題，本專利技術的目的在于提供一種用于實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法及其系統。
2、本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：
3、一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，該方法包括以下步驟：
4、根據目標機配置信息加載并初始化指定的片內設備；
5、根據片上設備的最小時序精度設置io指令的仿真時間放大因子和非io指令統計因子；
6、啟動指令核的運行，并且將程序的運行控制權交給指令核；
7、指令核每執行完一條指令后，判斷當前指令是否是io指令；
8、當統計的非io指令數達到預設值時，將當前統計的非io指令統計因子轉化為仿真時間參數；
9、當達到仿真時間條件時，指令核啟動仿真調度器的運行，并且將程序的運行控制權交給仿真調度器；
10、仿真調度器按照仿真時間刻度順序調度運行滿足仿真時間條件的設備的仿真事件；
11、仿真調度器執行完當前傳入的仿真時間后退出調度器的運行，并將程序的運行控制權交給主程序，主程序清零非io指令數；
12、返回啟動指令核的步驟，再次將程序的運行控制權交給指令核，開始下一輪的指令執行和仿真過程。
13、根據本專利技術提供的一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，還執行系統初始化：
14、啟動主程序，并傳入目標機配置信息；
15、主程序根據目標機配置信息加載并初始化指定的指令核；
16、主程序初始化仿真調度器的環境，以及設置仿真調度器的初始狀態；其中，仿真調度器是用于按照仿真時間刻度順序調度并執行滿足仿真時間條件的設備仿真事件的組件。
17、根據本專利技術提供的一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，在判斷當前指令是否為io指令時，若當前執行的指令是io指令，則將當前統計的非io指令統計因子和仿真時間放大因子轉化為仿真時間參數；若當前執行的指令是非io指令，根據執行的指令數更新非io指令統計因子。
18、根據本專利技術提供的一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，對于io指令，根據io指令的實際執行時間和延遲，設置一個仿真時間放大因子，在仿真過程中，每當遇到io指令時，根據其執行時間和仿真時間放大因子來計算仿真中的執行時間，采用放大仿真時間的方式提升仿真性能；
19、其中，仿真時間放大因子應能使得在仿真中io指令的執行時間與實際設備上的執行時間相匹配。
20、根據本專利技術提供的一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，對于非io指令，根據程序的指令結構和仿真需求，設置一個目標指令數，在仿真過程中，每當非io指令的執行數量達到預設的目標指令數時，調用仿真調度器來執行相關的仿真事件，即采用統計指令數達到按需所設置的目標指令數之后調用仿真調度器的方式提升仿真性能；
21、其中，目標指令數應能反映程序在一段時間內執行的非io指令數量，并且能夠在保證仿真準確性的同時減少仿真調度器的調用次數。
22、根據本專利技術提供的一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，當某個設備的狀態發生變化或滿足某個特定條件時，觸發一個仿真事件，這個事件會被添加到仿真調度器的事件隊列中，等待調度執行；
23、仿真調度器根據仿真時間刻度對事件隊列中的事件進行排序，確保它們按照發生時間的先后順序進行執行；
24、當仿真時間推進到某個事件的觸發時間時，仿真調度器會將該事件從事件隊列中取出，并調用相應的處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還執行系統初始化：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：
7.根據權利要求1至6任一項所述的方法，其特征在于：
8.一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的系統，其特征在于，該系統用于實施如權利要求1至7任意一項所述實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，包括：
9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于：
10.根據權利要求8所述的系統，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種實現中低頻嵌入式超實時行為級時序仿真的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還執行系統初始化：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋春偉，陶永超，陳昶睿，李超鵬，
申請(專利權)人：深圳航天科技創新研究院，
類型：發明
國別省市：
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