專利名稱：家電控制器嵌入式軟件的仿真集成開發(fā)系統(tǒng)及其純軟件仿真執(zhí)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)軟件仿真技術(shù)及構(gòu)件構(gòu)架技術(shù)，是一種利用計(jì)算機(jī)對(duì)家電控制器仿真開發(fā)的方法。
背景技術(shù)：
目前，我國家電控制器廠商開發(fā)各種新型控制器主要采取的是一種軟硬件串行開發(fā)的方式。所謂軟硬件串行開發(fā)指的是在控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，首先是硬件開發(fā)人員根據(jù)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)和調(diào)試控制板。在控制板成型之后，接下來才軟件開發(fā)人員在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的控制器上設(shè)計(jì)，編寫，調(diào)試控制程序，最后是整機(jī)聯(lián)調(diào)。整個(gè)開發(fā)是一個(gè)具有明顯先后順序的串行的開發(fā)過程。
這種串行的開發(fā)方式雖然最終還是能達(dá)到控制器開發(fā)成型的目的，但一經(jīng)認(rèn)真分析之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種方式存在著諸多的缺陷第一，控制器開發(fā)周期長。
因?yàn)榭刂破鞯挠布蛙浖_發(fā)在時(shí)間上是串行的，軟件開發(fā)人員只有在硬件成型后才能進(jìn)行控制程序的開發(fā)調(diào)試，所以總的開發(fā)時(shí)間＝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間+硬件開發(fā)時(shí)間+軟件開發(fā)時(shí)間+聯(lián)調(diào)時(shí)間假如系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間為7天；硬件開發(fā)時(shí)間為14天；軟件開發(fā)時(shí)間為14天；聯(lián)調(diào)時(shí)間為7天那么總的開發(fā)時(shí)間＝7+14+14+7＝42天。
對(duì)于任何一個(gè)生產(chǎn)家電控制器的廠商來說，時(shí)間就是市場(chǎng)，只有在時(shí)間上搶得先機(jī)，才能贏得市場(chǎng)，所以它們都愿意不遺余力地縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
第二，開發(fā)軟件自身的復(fù)用程度低。
現(xiàn)在常用的開發(fā)軟件，大多只停留在單一系列MCU軟仿真的水平上，如果要切換到不同系列的MCU上，就必須選擇不同開發(fā)軟件。沒有把現(xiàn)有各種主流MCU及常用外設(shè)以構(gòu)件的形式形成可供多次使用的構(gòu)件庫，而且也缺乏形成構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)接口。換句話說，就是現(xiàn)有的開發(fā)軟件只能是針對(duì)某種具有具體外圍設(shè)備型號(hào)的家電進(jìn)行控制器開發(fā)，如果開發(fā)完這一控制器之后，更改其中的某外圍設(shè)備再進(jìn)行新一型號(hào)控制器的開發(fā)就無法用原先的開發(fā)軟件進(jìn)行開發(fā)了。這樣務(wù)必造成廠商要花大量資金去購買各種控制器開發(fā)軟件。
第三，開發(fā)成本較高。
使用串行的方式進(jìn)行開發(fā)，當(dāng)?shù)搅塑浖_發(fā)這一階段時(shí)，軟件開發(fā)人員為了測(cè)試其開發(fā)的控制程序，就必須為每個(gè)軟件開發(fā)人員配備一套MCU仿真設(shè)備和一套開發(fā)板，而且在開發(fā)過程中，硬件損耗率很高，這樣無形中就增大了開發(fā)控制器的開發(fā)成本。
第四，應(yīng)用程序調(diào)試?yán)щy。
現(xiàn)在常用的開發(fā)方式，在程序調(diào)試的時(shí)候，應(yīng)用程序開發(fā)人員不能夠完全脫離硬件平臺(tái)去調(diào)試應(yīng)用程序，所以調(diào)試過程中的錯(cuò)誤可能是由硬件，也可能是由軟件產(chǎn)生的，應(yīng)用程序員還必須具有相當(dāng)?shù)挠布Φ撞拍芡瓿沙绦虻恼{(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題而提供一種家電控制器嵌入式軟件的開發(fā)平臺(tái)及其執(zhí)行方法，通過軟件仿真構(gòu)造一個(gè)家電仿真的硬件系統(tǒng)，可以通過本平臺(tái)支持家電控制器產(chǎn)品的研發(fā)的快速成型。
本發(fā)明可按以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供一種家電控制器嵌入式軟件的開發(fā)平臺(tái)，其包含一目標(biāo)代碼生成模塊，是用于生成針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；一仿真運(yùn)行環(huán)境模塊，用于構(gòu)造仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)；一調(diào)試模塊，用于調(diào)試目標(biāo)代碼生成子系統(tǒng)中生成的針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；一輔助分析工具模塊，用于提供對(duì)在仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼產(chǎn)生的輸出進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析的工具；一仿真構(gòu)件庫管理模塊，提供對(duì)系統(tǒng)中仿真構(gòu)件的管理與維護(hù)。
所述目標(biāo)代碼生成模塊，指述的是針對(duì)不同MCU的軟件開發(fā)工具，包括編譯器、匯編器、鏈接器及二進(jìn)制應(yīng)用工具。
所述仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)，其特征在于包含仿真MCU、仿真外圍IC、仿真外設(shè)按某種設(shè)計(jì)需求所構(gòu)成的組合的其中之一。
所述調(diào)試模塊，其特征在于包括單步、多步、設(shè)置斷點(diǎn)、清除斷點(diǎn)、查看存儲(chǔ)器內(nèi)容、查看CPU內(nèi)部寄存器內(nèi)容、修改存儲(chǔ)器內(nèi)容的功能。
所述輔助分析工具模塊，其特征在于提供軟件邏輯分析儀，通過該軟件邏輯分析儀可以看到仿真MCU各輸出端口的時(shí)序邏輯。
本發(fā)明提供一種家電控制器嵌入式軟件的純軟件仿真執(zhí)行方法，其特征包含以下步驟建立大量仿真構(gòu)件，并進(jìn)入構(gòu)件庫管理；根據(jù)開發(fā)目標(biāo)的需求從構(gòu)件庫中選取仿真構(gòu)件，并組合構(gòu)件建立仿真運(yùn)行環(huán)境；將家電控制器嵌入式軟件的可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼放入仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行。
所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于仿真構(gòu)件是指成通過軟件方式生成的仿真家電外設(shè)、仿真MCU、仿真外圍IC。
所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于該仿真運(yùn)行環(huán)境的建立是通過組合及配置仿真構(gòu)件生成仿真目標(biāo)硬件系統(tǒng)。
所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于將家電控制器嵌入式軟件的可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼放入仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行，是通過仿真MCU執(zhí)行可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼并向仿真外圍IC或仿真外設(shè)輸出信號(hào)，通過仿真外圍IC或仿真外設(shè)向仿真MCU輸入信號(hào)。


附圖的圖面說明如下圖1為本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的方法執(zhí)行步驟流程圖；圖3為本發(fā)明各模塊關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明目標(biāo)代碼生成模塊的處理流程圖；圖5為本發(fā)明調(diào)試模塊的處理流程圖；圖6為本發(fā)明輔助分析模塊的處理流程圖；圖7為本發(fā)明構(gòu)件庫管理模塊的處理流程圖；圖8為本發(fā)明仿真運(yùn)行環(huán)境內(nèi)部功能關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的家電控制器嵌入式軟件仿真集成開發(fā)系統(tǒng)及其純軟件仿真執(zhí)行方法，如圖1、2中所示。開發(fā)平臺(tái)10包含與一目標(biāo)代碼生成模塊101、一調(diào)試模塊102、一輔助分析模塊103、一仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104以及一構(gòu)件庫管理模塊105；目標(biāo)代碼生成模塊101用于生成針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；調(diào)試模塊102用于調(diào)試目標(biāo)代碼生成子系統(tǒng)中生成的針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；輔助分析模塊103用于提供對(duì)在仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼產(chǎn)生的輸出進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析的工具；仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104用于構(gòu)造仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)；構(gòu)件庫管理模塊105提供對(duì)系統(tǒng)中仿真構(gòu)件的管理與維護(hù)。
本發(fā)明中各模塊關(guān)系如圖3所示，關(guān)系302代表仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104從仿真構(gòu)件庫管理模塊105取得建立仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)的仿真軟件構(gòu)件；關(guān)系301代表目標(biāo)代碼生成模塊101生成的目標(biāo)代碼通過調(diào)試模塊102傳送給仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104；關(guān)系303代表調(diào)試模塊102向仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104發(fā)送各種調(diào)試請(qǐng)求；關(guān)系304代表仿真運(yùn)行環(huán)境104對(duì)調(diào)試模塊102的請(qǐng)求的響應(yīng)；關(guān)系305代表輔助分析模塊103向仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104發(fā)送請(qǐng)求；關(guān)系306代表仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104對(duì)輔助分析模塊103請(qǐng)求的響應(yīng)。
目標(biāo)代碼生成模塊101通過步驟401檢測(cè)用戶的配置信息，包括第三方軟件開發(fā)工具的路徑、源代碼名稱及存放路徑、MAKE文件存放路徑、生成中間代碼及目標(biāo)代碼存放路徑等；通過讀入的配置信息執(zhí)行調(diào)用第三方軟件開發(fā)工具以生成目標(biāo)代碼。調(diào)試模塊102通過步驟501下載目標(biāo)代碼到仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104，通過循環(huán)執(zhí)行步驟502檢測(cè)用戶的調(diào)試操作請(qǐng)求及步驟503向仿真運(yùn)行環(huán)境104發(fā)送各種調(diào)試請(qǐng)求303并接受返回的響應(yīng)304。輔助分析模塊103通過步驟601檢測(cè)用戶的配置信息，包括采樣端口、采樣頻率等信息；通過步驟602采樣指定端口信息；通過步驟603調(diào)用波形顯示功能顯示。構(gòu)件庫管理模塊105通過步驟701構(gòu)件開發(fā)人員按規(guī)范開發(fā)構(gòu)件；通過步驟702增加構(gòu)件到構(gòu)件庫；通過步驟703完成對(duì)構(gòu)件庫的其他維護(hù)操作，包括查、刪、改等操作。仿真運(yùn)行環(huán)境模塊104是本發(fā)明的核心，仿真構(gòu)件庫中的仿真MCU、仿真外圍IC及仿真外設(shè)，在仿真運(yùn)行環(huán)境中它們通過仿真MCU與仿真外圍IC的規(guī)范接口802、仿真MCU與仿真外設(shè)的規(guī)范接口801及仿真外圍ICn與仿真外設(shè)ICn’的規(guī)范接口803組合成為仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)。
通過以上各模塊關(guān)系、內(nèi)部處理流程和仿真運(yùn)行環(huán)境內(nèi)部功能關(guān)系的描述，可以得到如圖2的方法的執(zhí)行步驟。通過步驟201-A按規(guī)范生成軟件構(gòu)件，步驟201-B將構(gòu)件如庫管理，循環(huán)執(zhí)行步驟202-A、202-B構(gòu)造仿真目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)，步驟203-A下載家電控制器的嵌入式軟件的目標(biāo)代碼到仿真運(yùn)行環(huán)境，執(zhí)行步驟203-B仿真運(yùn)行環(huán)境仿真執(zhí)行目標(biāo)代碼。
權(quán)利要求
1.一種家電控制器嵌入式軟件的仿真集成開發(fā)系統(tǒng)，是提供一家電控制器嵌入式軟件的開發(fā)平臺(tái)，其特征在于該系統(tǒng)包含有一目標(biāo)代碼生成模塊，是用于生成針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；一仿真運(yùn)行環(huán)境模塊，用于構(gòu)造仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)；一調(diào)試模塊，用于調(diào)試目標(biāo)代碼生成子系統(tǒng)中生成的針對(duì)目標(biāo)MCU的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼；一輔助分析工具模塊，用于提供對(duì)在仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行的可執(zhí)行二進(jìn)制代碼產(chǎn)生的輸出進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析的工具；一仿真構(gòu)件庫管理模塊，提供對(duì)系統(tǒng)中仿真構(gòu)件的管理與維護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述目標(biāo)代碼生成模塊，指述的是針對(duì)不同MCU的軟件開發(fā)工具，包括編譯器、匯編器、鏈接器及二進(jìn)制應(yīng)用工具。
3.如權(quán)利要求1所述仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)，其特征在于包含仿真MCU、仿真外圍IC、仿真外設(shè)按某種設(shè)計(jì)需求所構(gòu)成的組合的其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述調(diào)試模塊，其特征在于包括單步、多步、設(shè)置斷點(diǎn)、清除斷點(diǎn)、查看存儲(chǔ)器內(nèi)容、查看CPU內(nèi)部寄存器內(nèi)容、修改存儲(chǔ)器內(nèi)容的功能。
5.如權(quán)利要求1所述輔助分析工具模塊，其特征在于提供軟件邏輯分析儀，通過該軟件邏輯分析儀可以看到仿真MCU各輸出端口的時(shí)序邏輯。
6.一種家電控制器嵌入式軟件的純軟件仿真執(zhí)行方法，其特征包含以下步驟建立大量仿真構(gòu)件，并進(jìn)入構(gòu)件庫管理；根據(jù)開發(fā)目標(biāo)的需求從構(gòu)件庫中選取仿真構(gòu)件，并組合構(gòu)件建立仿真運(yùn)行環(huán)境；將家電控制器嵌入式軟件的可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼放入仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于仿真構(gòu)件是指成通過軟件方式生成的仿真家電外設(shè)、仿真MCU、仿真外圍IC。
8.如權(quán)利要求6所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于該仿真運(yùn)行環(huán)境的建立是通過組合及配置仿真構(gòu)件生成仿真目標(biāo)硬件系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求6所述的家電控制器嵌入式軟件的仿真執(zhí)行方法，其特征在于將家電控制器嵌入式軟件的可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼放入仿真運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行，是通過仿真MCU執(zhí)行可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼并向仿真外圍IC或仿真外設(shè)輸出信號(hào)，通過仿真外圍IC或仿真外設(shè)向仿真MCU輸入信號(hào)。
全文摘要
一種家電控制器嵌入式軟件的仿真集成開發(fā)系統(tǒng)及其仿真執(zhí)行方法，提供一種包括目標(biāo)代碼生成模塊、仿真運(yùn)行環(huán)境模塊、調(diào)試模塊、輔助分析工具模塊、仿真構(gòu)件庫管理模塊系統(tǒng)的家電控制器嵌入式軟件的開發(fā)平臺(tái)，供家電控制器軟件開發(fā)人員使用。在本系統(tǒng)中家電控制器的軟件開發(fā)人員不需目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)，就可以使自己編寫的嵌入式軟件在本系統(tǒng)中的仿真運(yùn)行環(huán)境中得到與真實(shí)硬件環(huán)境一樣的執(zhí)行。本發(fā)明通過在一仿真運(yùn)行環(huán)境子系統(tǒng)中配置一個(gè)仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)，然后將家電控制器軟件開發(fā)人員編寫的軟件放到仿真的目標(biāo)家電硬件系統(tǒng)中去仿真執(zhí)行。
文檔編號(hào)G06F11/36GK1558330SQ200410015209
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月18日
發(fā)明者桑楠, 羅克露, 黃萬民, 熊光澤, 高峰, 梁軍峰, 鄧春梅, 雷劍, 桑 楠 申請(qǐng)人:廣東拓思軟件科學(xué)園有限公司, 電子科技大學(xué)