CN104063298A - 单片机仿真芯片及单片机仿真方法 - Google Patents

单片机仿真芯片及单片机仿真方法 Download PDF

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姚永平
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Abstract

本发明公开了一种单片机仿真芯片，其包括：至少一数据存储器单元，该数据存储器单元设有可与外部PC机或类似设备的串口直接连接的数据接口，且该数据存储器内部写有经设定的程序；处理器单元，其上设置有输入单元，该处理器单元与上述数据存储器连接，用于读取和执行所述数据存储器内的程序；仿真器单元，其与上述处理器单元连接，用于通过外部PC机或类似设备来仿真数据存储器内的程序。另外，本发明还公开了一种单片机仿真芯片。本发明不需要再设置额外的监控单元，直接与外部PC机或类似设备的串口连接，即可完成对目标芯片的全部仿真操作，包括复位、断电、单步、运行到光标处以及全速运行等操作。

Description

单片机仿真芯片及单片机仿真方法
技术领域
本发明涉及一种单片机，具体涉及一种单片机仿真芯片及单片机仿真方法。
背景技术
传统的仿真器主要包括两类：一类是使用FPGA模拟单片机的内部功能，电脑通过监控单元对FPGA进行控制，以达到仿真的目的，这里有两个问题，首先目标芯片并不是真实的单片机，而是用FPGA模拟的，这在功能上与实际的单片机存在差异，其次就是电脑并不能直接对FPGA进行仿真控制，而必须通过中间的监控单元进行控制，这必将影响仿真的实时性和增加仿真时的不可预知错误的可能性；另一类是使用真实的单片机作为目标芯片，电脑通过监控单元对目标芯片进行控制，以达到仿真的目的，这种方案存在与使用FPGA的仿真器一样的问题，即电脑并不能直接对目标芯片进行仿真控制，而必须通过中间的监控单元进行控制，这必将影响仿真的实时性和增加仿真时的不可预知错误的可能性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可以摈弃监控单元而直接连接电脑进行控制的单片机仿真芯片及单片机仿真方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：单片机仿真芯片，其包括：
至少一数据存储器单元，该数据存储器单元设有可与外部PC机或类似设备的串口直接连接的数据接口，且该数据存储器内部写有经设定的程序；
处理器单元，其上设置有输入单元，该处理器单元与上述数据存储器连接，用于读取和执行所述数据存储器内的程序；
仿真器单元，其与上述处理器单元连接，用于通过外部PC机或类似设备来仿真数据存储器内的程序。
进一步地，本单片机仿真芯片还包括一报警单元，该报警单元与上述处理器单元连接，用于监控上述仿真器单元的工作状态并进行相应的报警。
进一步地，上述的仿真器单元通过多路数据线与上述处理器单元连接，该多路数据线中有至少一路数据线出现异常时，处理器单元根据设定程序触发上述报警单元进行报警，提示仿真器单元的异常状态。
进一步地，上述的报警单元为一灯光报警装置。
进一步地，本单片机仿真芯片还包括一比对模块，其与上述报警单元连接，用于根据上述仿真器单元的仿真结果进行相应的提示。
进一步地，上述的仿真器单元在对程序进行仿真过程中，如出现问题，该仿真器单元随即通过上述处理器单元触发上述比对模块的输出信号，报警单元根据该输出信号进行相应的提示。
单片机仿真方法，其包括以下步骤：
1)用户通过外部PC机或类似设备向处理器单元写入程序，该处理器单元随即将该程序存入存储器单元；
2)用户继续将上述外部PC机或类似设备的串口连接到芯片内部的仿真器单元，并向该仿真器单元输入调试命令，该仿真器单元接收该调试命令并对上述程序进行仿真。
进一步地，本单片机仿真方法还通过一报警单元对仿真过程进行监控和提示，上述仿真器单元在对上述程序进行仿真过程中，如出现问题，该仿真器单元随即通过上述处理器单元触发一比对模块的输出信号，该报警单元根据该输出信号进行相应的提示。
采用上述技术方案的有益效果在于：本发明在芯片内部集成了仿真器单元，不需要再设置额外的监控单元，直接与外部PC机或类似设备的串口连接，即可完成对目标芯片的全部仿真操作，包括复位、断电、单步、运行到光标处以及全速运行等操作。
附图说明
图1为本发明的单片机仿真芯片的结构框图。
图2为本发明的单片机仿真方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的单片机仿真芯片的一种实施方式中，其包括：一数据存储器单元，该数据存储器单元设有可与外部PC机或类似设备的串口直接连接的数据接口，且该数据存储器内部写有经设定的程序；处理器单元，其上设置有输入单元，该处理器单元与上述数据存储器连接，用于读取和执行所述数据存储器内的程序；仿真器单元，其与上述处理器单元连接，用于通过外部PC机或类似设备来仿真数据存储器内的程序。其中，该数据存储器单元也可以设置为多个，用于在大数据情况下或者需要对数据加以分类的情况下。
上述实施例中，通过在芯片内部集成了仿真器单元，不需要再设置额外的监控单元，直接与外部PC机或类似设备的串口连接，即可完成对目标芯片的全部仿真操作，包括复位、断电、单步、运行到光标处以及全速运行等操作。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明的单片机仿真芯片的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，其还包括一报警单元，该报警单元与上述处理器单元连接，用于监控上述仿真器单元的工作状态并进行相应的报警。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明的单片机仿真芯片的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的仿真器单元通过多路数据线与上述处理器单元连接，该多路数据线中有一路或者多路数据线出现异常时，处理器单元根据设定程序触发上述报警单元进行报警，提示仿真器单元的异常状态。通过该设置，用户便可以有效监控仿真器单元的工作状态是否良好，提高仿真的有效性和效率。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的单片机仿真芯片的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的报警单元为一灯光报警装置，可以便于用户及时获知报警单元的提示信息。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明的单片机仿真芯片的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本单片机仿真芯片还包括一比对模块，其与上述报警单元连接，用于根据上述仿真器单元的仿真结果进行相应的提示。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1所示，在本发明的单片机仿真芯片的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的仿真器单元在对程序进行仿真过程中，如出现问题，该仿真器单元随即通过上述处理器单元触发上述比对模块的输出信号，报警单元根据该输出信号进行相应的提示。通过该设置，用户便可以有效监控仿真器单元的仿真结果是否良好，进一步地提高仿真的有效性和效率。
为了达到本发明的目的，如图2所示，在本发明的单片机仿真方法的一种实施方式中，其包括以下步骤：
S1：用户通过外部PC机或类似设备向处理器单元写入程序，该处理器单元随即将该程序存入存储器单元；
S2：用户继续将上述外部PC机或类似设备的串口连接到芯片内部的仿真器单元，并向该仿真器单元输入调试命令，该仿真器单元接收该调试命令并对上述程序进行仿真。
上述实施例中，通过在芯片内部集成了仿真器单元，不需要再设置额外的监控单元，直接与外部PC机或类似设备的串口连接，即可完成对目标芯片的全部仿真操作，包括复位、断电、单步、运行到光标处以及全速运行等操作。
为了进一步地优化本发明的实施效果，如图2所示，在本发明的单片机仿真方法的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，该方法还包括步骤S21：通过一报警单元对仿真过程进行监控和提示，上述仿真器单元在对上述程序进行仿真过程中，如出现问题，该仿真器单元随即通过上述处理器单元触发一比对模块的输出信号，该报警单元根据该输出信号进行相应的提示。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.单片机仿真芯片，其特征在于，包括：
至少一数据存储器单元，所述数据存储器单元设有可与外部PC机或类似设备的串口直接连接的数据接口，且所述数据存储器内部写有经设定的程序；
处理器单元，其上设置有输入单元，所述处理器单元与所述数据存储器连接，用于读取和执行所述数据存储器内的程序；
仿真器单元，其与所述处理器单元连接，用于通过所述外部PC机或类似设备来仿真所述数据存储器内的程序。
2.根据权利要求1所述的单片机仿真芯片，其特征在于，还包括一报警单元，所述报警单元与所述处理器单元连接，用于监控所述仿真器单元的工作状态并进行相应的报警。
3.根据权利要求2所述的单片机仿真芯片，其特征在于，所述仿真器单元通过多路数据线与所述处理器单元连接，所述多路数据线中有至少一路数据线出现异常时，所述处理器单元根据设定程序触发所述报警单元进行报警，提示仿真器单元的异常状态。
4.根据权利要求2或3所述的单片机仿真芯片，其特征在于，所述报警单元为一灯光报警装置。
5.根据权利要求2所述的单片机仿真芯片，其特征在于，还包括一比对模块，其与所述报警单元连接，用于根据所述仿真器单元的仿真结果进行相应的提示。
6.根据权利要求5所述的单片机仿真芯片，其特征在于，所述仿真器单元在对程序进行仿真过程中，如出现问题，所述仿真器单元随即通过所述处理器单元触发所述比对模块的输出信号，所述报警单元根据所述输出信号进行相应的提示。
7.单片机仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用户通过外部PC机或类似设备向处理器单元写入程序，所述处理器单元随即将所述程序存入存储器单元；
2)用户继续将所述外部PC机或类似设备的串口连接到芯片内部的仿真器单元，并向所述仿真器单元输入调试命令，所述仿真器单元接收所述调试命令并对所述程序进行仿真。
8.根据权利要求7所述的单片机仿真方法，其特征在于，还通过一报警单元对仿真过程进行监控和提示，所述仿真器单元在对所述程序进行仿真过程中，如出现问题，所述仿真器单元随即通过所述处理器单元触发一比对模块的输出信号，所述报警单元根据所述输出信号进行相应的提示。
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