随着计算机技术的快速发展,硬件厂商也在不停的更新处理器的硬件架构,在推动计算机性能提升的同时,也产生了日益严重的软件兼容性问题。软件兼容性问题产生的原因在于,针对一种架构编译出的二进制可执行文件是无法运行在不同架构的硬件之上的。对于游戏主机和各种嵌入式平台,软件兼容性问题相比于传统PC平台更加严重,因为这些平台不仅拥有不同的处理器架构,同时其内部的其他硬件也没有统一的标准,这也导致了嵌入式开发人员必须购买相应的硬件平台才能完成软件的开发与调试。模拟器是一类通过软件来模拟硬件功能的软件,模拟器的核心任务就是模拟目标平台的CPU、图像处理器、音频处理器等底层硬件。通过对底层硬件的模拟,其实现了将另一平台的软件运行在宿主平台之上,在一定程度上解决了软件的兼容性问题。FC(Family Computer)是任天堂公司发布的第一代家用游戏机,其硬件架构与现今的PC平台有着很大的差异,因此该平台上的软件是无法直接运行在传统PC上的。现有的模拟器多为解释型模拟器,该种模拟器在模拟时会产生十分严重的性能损失,为了提升模拟器的运行效率,本文将同时基于解释型内核和动态重编译型内核实现一款FC模拟器。本文的主要工作可以分为以下几部分:第一部分,简要的介绍并分析了FC平台的硬件构成及其工作原理。第二部分,根据原平台的硬件结构,将模拟器划分为了三大模块:内核模块、网络模块和用户界面模块,然后根据模块划分设计了软件的整体架构。第三部分,基于解释型内核实现了对指令集、中断和内存总线的模拟。第四部分,基于LLVM实现了动态重编译型内核。详细的介绍了指令翻译、中断处理、内存访问、编译期优化等功能的实现过程。第五部分,介绍了内核中其他组件的实现方式,包括图像处理单元、音频处理单元、NES文件解析器、内存映射器以及输入设备。第六部分,介绍了模拟器外围功能的实现,包括网络联机、即时存档、事件循环和用户界面。最后,本文对实现的模拟器进行了完整的测试,验证了模拟器实现的正确性与可靠性。然后分别对解释型内核和编译型内核在不同环境下进行了测试,根据测试结果,得出了编译型内核在大部分情况下执行速度快于解释型内核的结论。同时根据模拟器的测试结果,本文还指出了FC模拟器实现中的不足并提出相应的改进方案。