基于sopc通用在线仿真器设计和实现

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1、中文摘要在线仿真器(ICE)是嵌入式微处理器开发系统的重要组成部分，是嵌入式系统开发的强大工具。虽然ICE发展有20余年的历史，从INTEL公司的ICE-30””I到现在普遍使用的在线调试器，仿真器已经经历了从完全替代嵌入式芯片进行仿真到采用片上调试逻辑仿真的过程，取得了丰硕的成果。但对通用仿真调试器的研究，即一套ICE设备可以完成多种嵌入式芯片仿真，仍然是一种较前沿的工作。国外的通用仿真器产品虽然技术较为成熟，并且稳定可靠，但价格却非常昂贵，难以适应国内绝大多数中小企业的实际需求。而限于资金投入和市场的原因，国内很少有通

2、用在线仿真器方面的研究成果。本文在分析和研究国内外ICE技术、通用ICE理论基础和国外通用ICE产品的基础上，设计了一种通用ICE结构模型，并详细介绍了采用该模型的通用ICE的设计实现过程。该在线仿真器具有下载、断点、单步运行、连续运行、读写内存区域、对寄存器和I／O端口操作等基本仿真功能，并全部由FPGA来实现；对不同的MCU只需下载相应调试IPcore到FPGA中即可对其进行仿真调试，理论上可以仿真任意的MCU。文中，首先对嵌入式开发系统和在线仿真器进行了全面的介绍。然后对SOC开发技术以及硬软件协同开发平台QUART

3、URSII进行介绍。再后，分析了ARM7TDMI处理器的ICE片上调试逻辑。第六章开始提出了通用在线仿真器的体系结构，并叙述了ARM7TDMI调试IPcore的设计开发过程、SOPC软件的开发过程及PC集成环境的开发过程。该设计不仅应用了SOPC实现技术，还采用以太网实现宿主与ICE通信，并在ICE和目标机间专设串行通道提供回显。最后，介绍了本通用仿真器的特色和创新点，以及工作完成情况，并对将来的工作提出了一些建议。本仿真器在设计过程中有两大特色，一是强调仿真器的通用性，二是利用了SOPC技术来实现了整个系统。关键词：在线

4、仿真器，QuartuslI，知识产权核，ARM7TDMI，JTAG，NIOSAbstractIcE(In-circuitEmulators)isallimportantcomponentforthedesigningofembeddedsystems．Itisalsoastrongtoolfordevelopingembeddedsystems．AlthoughICEhasahistoryofabout20years，fromINTEL'sICE-30'’”ItoIn-circuitDebuger0CD)widelyuse

5、dnowadays，IcEhaspassedaprocessionoftotallyreplacementoftheMCUtoapplicationofOn-ChipDebuglogic．ButtheresearchoftheGenericIcE，whichmealⅢonedevicetoemulateseveralMCUs,stillcomestoalittleh-ont-linework．TheGenericICEproductsfromabroadarefinetechnicalandreliablebutexpen

6、sive．Asthereasonoffendandmarket,itisrarelytoseetheresearchreportininternaLInthisthesis，weintroducethetheorybasementandwholeprocessionofthegenericICEindetails．ThegenericICEhasthefollowingbasicperformance：download，breakpoint,step，run,readandwritememory,operstethereg

7、istersandI／Oports．AlltheseperformancesaredonebyonepieceofFPOA．ForavarietyofMCUs,theonlythingyoushoulddoisdownloadingtherelatedIPcoretothatFPGA．Sotheoretically,itisabletoemulateeveryMCUthathasanIPcore．Inthisthesis,firstofau，weintroducedthesystemofdevelopmentandIcE．

8、Then，westudiedaplatformofco-designforSOPC,whichisOuartursllwrittenbyAlteraInc．Afterthat,weanalysedtheOCDpartofARM7TDMIMCU．Fromchapter6．wementionedthestr