本文章主要介绍了SkyEye硬件模拟平台的实现细节，主要内容包括SkyEye的总体设计、SkyEye的可扩展框架、SkyEye的关键数据结构、SkyEye对各种CPU的模拟实现、SkyEye对各种外设的模拟实现、如何安装使用SkyEye以及如何扩展SkyEye的仿真模块等。对SkyEye的深入了解，有助于对嵌入式硬件系统有更深入的认识，特别是对操作系统、驱动程序如何与嵌入式硬件系统进行交互有更深刻的了解。

一、 SkyEye目标模拟模块功能划分：

                  
如上所示。SkyEye目标模拟模块从功能上可分为如下几大模块：

●配置选项解析和初始化模块：在模拟硬件开始运行前，根据配置文件的选项，控制对模拟硬件的配置和初始化。相关文件包括：
arminit.c：控制各种模拟硬件的初始化
skyeye_config.[ch]：解析配置文件的选项行
skyeye_options.c：根据各种硬件的选项，完成各种配置



●    处理器模拟宏模块：主要完成与处理器体系结构相关的模拟，它可细分为：CPU指令模拟执行模块、MMU/CACHE模拟模块、CoProcessor(又称协处理器)模拟模块。


CPU指令模拟执行模块：其主要任务是：当模拟硬件开始运行，完成指令读取，指令译码，指令执行的工作；如果CPU状态发生了改变，调整指令和各种寄存器值；在指令执行前，调用开发板IO模拟模块的io_do_cycle驱动模拟各种外设的行为。主要的文件包括：
armemu.[ch]：模拟CPU的3级流水线，并具体执行各种指令


MMU/CACHE模拟模块：本模块分为两部分：与具体CPU类型无关的MMU/CACHE模拟子模块和与具体CPU类型相关的模拟子模块。主要的任务是：根据配置文件进行初始化；进行MMU/CACHE模拟；执行与MMU/CACHE相关的指令。如果CPU指令模拟模块执行读写存储器的操作指令，则转到MMU/CACHE模拟模块。如果模拟的CPU类型不支持MMU(如ARM7TDMI)，则SkyEye会根据将访问的地址，直接转到MEMORY模拟模块或开发板IO模拟模块；否则转到具体CPU类型相关的模拟子模块进行MMU/CACHE模拟。主要的文件包括两部分：
与具体CPU类型无关的MMU/CACHE模拟子模块：
armvirt.c、armmmu.c、mmu/*.[ch]
与具体CPU类型相关的MMU/CACHE模拟子模块：
sa_mmu.[ch]：模拟strongarm的MMU/CACHE
arm7100_mmu.[ch]：模拟arm7[12]0T的MMU/CACHE
xscale_copro.c：模拟xscale的MMU/CACHE
arm920t_mmu.[ch]：模拟arm920t的MMU/CACHE


CoProcessor(又称协处理器)模拟模块：其主要任务是：完成各种协处理器的初始化；执行各种协处理器的指令。实际上MMU/CACHE模拟模块的一部分工作是模拟ARM的第15号协处理器，它的主要功能是配置MMU/CACHE等。主要的文件包括：
armcopro.c：根据配置信息，完成对ARM协处理器的初始化配置
xscale_copro.c：模拟xscale的协处理器cp13、cp14、cp15
sa_mmu.[ch]、arm7100_mmu.[ch]：模拟strongarm、ep7312的协处理器cp15
arm920t_mmu.[ch]：模拟arm920t的协处理器cp13、cp14、cp15


●    IO模拟宏模块：本模块包含各种逻辑行为各异的外设模拟，主要包括系统IO模拟模块、网络芯片模拟模块、LCD模拟模块等。


系统IO模拟模块：本模块的主要任务包括：根据配置文件进行IO和外设初始化；完成各种外部IO设备的模拟(如时钟计数器累加、产生中断、LCD显示等)；进行各种特定CPU和外设的IO寄存器读写的模拟。本模块与各种具体的开发板和CPU有很紧密的联系，主要的文件包括：
armio.[ch]：建立在各个特定模拟子模块上的抽象层模块
skyeye_mach_at91.c：模拟Atmel AT91X40开发板
skyeye_mach_ep7312.c：模拟cirrus ep7312开发板
skyeye_mach_pxa.c：模拟intel xscale lubbock开发板
skyeye_mach_s3c4510b.c：模拟基于samsung s3c4510b的开发板
skyeye_mach_s3c44b0.c：模拟基于samsung s3c44b0的开发板
skyeye_mach_sa.c：模拟基于intel strongam的adsbitsy开发板
skyeye_mach_lpc.c：模拟基于philip lpc2249的开发板
skyeye_mach_sharp.c：模拟基于sharp lh7a400的开发板
skyeye_mach_at91rm92.c：模拟基于atmel at91rm9200的开发板
skyeye_mach_cs89712.c：模拟基于cs89712的开发板


网络芯片模拟模块：本模块主要完成了对8019AS网络芯片的模拟工作，主要任务包括：模拟8019AS的控制逻辑、8019AS与具体开发板IO模拟模块的接口、虚拟网络输入输出接口处理。主要的文件包括：
skyeye-ne2k.[ch]：8019AS的硬件逻辑模拟
skyeye_mach_at91.c：部分内容完成接收虚拟网络输入处理模拟
skyeye_net_tuntap.c：配置tuntap虚拟网络的接口
skyeye_net_vnet.c：配置vnet虚拟网络的接口
vnet.c、if_vnet.h：独立存在的软件包，vnet虚拟网络的具体实现


LCD/TouchScreen模拟模块：本模块主要完成LCD/TouchScreen控制逻辑的模拟，是目前唯一需要GUI支持的模块，它的主要任务是：配置LCD/TouchScreen硬件模拟、模拟LCD/TouchScreen控制逻辑。有关LCD/TouchScreen模拟相关的文件包括：
skyeye_lcd.[ch]： LCD/TouchScreen配置和LCD/TouchScreen模拟的通用控制逻辑
skyeye_mach_*.c：与开发板相关LCD/TouchScreen的控制逻辑和中断处理，目前支持ep7312和pxa255的skyeye模拟。


MEMORY模拟模块：本模块与具体的CPU和开发板无关，它的主要任务包括：根据配置文件进行内存初始化，并加载binary image文件；进行RAM/ROM读写的模拟。主要的文件包括：
armmem.[ch]：主要完成RAM/ROM读写模拟