仿真器種類

軟件仿真器

這種方法主要是使用計算機軟件來模擬運行，實際的單片機運行因此仿真與硬件無關的系統具有一定的優點。用戶不需要搭建硬件電路就可以對程序進行驗證，特別適合于偏重算法的程序。軟件仿真的缺點是無法完全仿真與硬件相關的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最終的設計。

硬件仿真器

使用附加的硬件來替代用戶系統的單片機并完成單片機全部或大部分的功能。使用了附加硬件后用戶就可以對程序的運行進行控制，例如單步，全速，查看資源斷點等。硬件仿真是開發過程中所必須的。

仿真器的基本實現方式

1）商用CPU這是一種最簡單的實現方式，直接采用最普通的商用CPU去設計仿真器。一般來說，CPU都有一些資源，如非屏蔽中斷，NMI，TRAP指令，Ready信號等等。在用商用CPU去設計仿真器時，基本上都會采用這些指令式信號，以達到單步Step，全速運行Go，斷點Breakpoint的功能。用商用CPU去設計仿真器，一般來說其CPU的速度不能很快，

如像8051，196等是可以采用這種方式的。若CPU的速度很快，則無法去實現。因為仿真器要在CPU的地址，數據總線上截取或插入某些資訊。CPU的速度太快，則根本無法在時序上去做截取或插入資訊的動作。用商用CPU去做仿真CPU，一般來說會碰到I/O管腳重整的困難，就像最簡單的8051或83C196，其A/D總線都可復用成I/O。而仿真器是要提供所有有關CPU的資料給用戶。所以，實際上CPU是以地址/數據總線的方式在運行。如用戶的設計是用I/O方式的話，仿真器就一定要重新整合一套I/O線路出來。這一點是最麻煩的地方，往往有些簡單的仿真器就不能做到這一點。

2）采用特殊的仿真模式有的商用CPU會提供一些特殊的仿真模式，其CPU還是采用商用CPU。但當CPU在上電或復位時，如果在CPU的某些管腳上灌一些特殊的電平或序列，則CPU就會進入一種特殊的仿真模式，如Philips的8051CPU，就是有一種叫“Hooks”的模式。進入這種模式之后，CPU會在地址數據總線上分時地提供一些用于I/O重建的信息。有了這種特殊的仿真模式，仿真器進行I/O重建相對來說比較簡單一些，但往往會存在著一些時序方面的問題。畢竟進入仿真模式之后的CPU的時序與普通CPU是有所不同的。如果用戶的設計非常苛刻的話，有時會存在連不上目標板的問題，并且，這時的CPU在跑很高的時鐘頻率會遇到困難。

3）使用專用仿真CPU–BondoutSilicon一般來說，當CPU的速度很快時，往往就需要專用的仿真CPU了。這時仿真器在控制方面，相對來說設計起來就比較簡單。但此時仿真器的性能，已在很大程度上取決于仿真CPU了。仿真CPU設計得好，則相對來說仿真器的功能及穩定度都會比較好。但是，由于仿真CPU是一款專用的CPU，對于芯片廠商來說生產的數量非常少，往往其測試程度不會很高，專用的仿真CPU或多或少都會有些問題，就像目前國內仿真器普遍采用的W78958仿真CPU。這是Winbond為8051做的一種仿真CPU，其在中斷，I/O的驅動能力等存在著問題。

4）利用BDM，JTAG方式當CPU越來越復雜，速度越變越快時，以上方式都已不能滿足要求了。像PowerPC或Pentium，其內部有MMU，Cache，并且可亂序執行，以往傳統的總線方式都不可行了。JTAG的提出，最初是給測試用的，主要目的是為了測試器件是否焊好，是否存在短路或斷路。后來，一些CPU的廠商把這一概念引進到了用于CPU內部。把JTAG的移位寄存器全部連到CPU內部的控制狀態寄存器，并增加一些仿真器專用的寄存器，如控制Memory的讀寫等。這時，仿真器在硬件上面已變得很簡單了，用戶設計目標板時，只要把幾個控制管腳電平設計正確，就可以實現在線實時控制。