在计算机技术的发展过程中,仿真一直是一个重要的研究领域。在设计一个新的嵌入式系统时,有效地测试和验证新系统的功能和性能是十分重要的。采用软/硬件协同设计的方法能有效的提高系统的开发效率,缩短产品的开发周期。在通常的嵌入式系统中,处理器是整个系统的核心。同时,嵌入式系统还包括存储设备以及其他IO和通讯设备接口等。验证和测试的的第一个阶段是对各个功能模块的模拟和仿真。对于嵌入式系统软件的开发更具有意义的是对于整个系统的建模。所以需要开发一个用于处理器协同模拟,协同验证的系统模拟器。 嵌入式软件模拟器系统支持用户开发的程序运行,目前,嵌入式领域的处理器,外围设备种类繁多。提供单一的处理器模拟器无法完成系统的集成。所以,为了完成不同功能模型的系统集成,需要设计一个统一和开放的架构。在该架构中可以完成系统的模块模拟和系统模拟。 本文所设计的系统模拟引擎在对传统的模拟器调研的基础上,关注模拟器的自动生成技术,提出了基于构件的系统集成框架。整个系统结构采用反向控制的设计模式。使用配置文件完成系统的集成。整个系统是一个开放的架构,具有良好的扩展性。 模拟系统采用完全面向对象的方式对嵌入式系统的各个组成部分进行功能级建模,各部分模型采用层次结构设计。具有比较清晰的结构。 模拟系统的核心指令集模拟器的设计借鉴了JAVA虚拟机的设计思想,采用虚拟指令集的设计方法,通过对几种主流处理器体系结构的比较和总结。定义了一套较灵活的虚拟指令集。同时设计了开放的结构来实现指令集的扩展。 系统模拟引擎使用JAVA语言实现了完整的系统基础框架,在此基础之上。实现了基于虚拟指令集的通用处理器内核,同时实现了通用的系统互联模型,处理器模型,存储器模型、外围设备模型和调试模型。 最后,整个系统经过测试,能够正确实现系统功能级的仿真和模拟。达到了设计的预定目的。