[发明专利]用于微型计算机的仿真系统及方法

说明书

本发明涉及微型计算机性能的仿真，尤其涉及用于微型计算机的一种仿真系统及一种仿真方法，其被典型地用在为微型计算机而设计的调试程序上。

微型计算机经常用于各种外部设备的电子控制。微型计算机根据为控制特定外部设备而设计的控制程序而进行工作。在调试这些程序过程中，通常使用仿真系统或仿真器。

此类的仿真系统或仿真器具备那些与将被仿真的目标微型计算机等同的微型计算机功能，以及用于评价被目标微型计算机控制的目标外部设备是否按照特定的控制程序被正确的控制或操作。评价功能典型地包括控制程序的执行的起始及中止、寄存器及/或输入/输出(I/O)接口的断后状态的校验及改变、及控制程序的执行的跟踪。

在此类仿真系统的操作过程中，目标外部设备以这样一种方式与仿真系统电连接，即目标外部设备是由仿真系统的微型计算机的功能来操作。与此同时，诸如由人工进行操作的计算机这样的一外部控制器，被与使用仿真系统的评价功能的用于仿真目的的仿真系统进行电连接。然后，在仿真系统上使用内置的微型计算机功能来执行被调试的控制程序。在控制程序的执行期间，人工操作检查与控制程序的执行状态或结果有关的信息及/或校正通过此检查所发现的程序错误，如果需要的话，通过外部控制器使用内部评价功能。因此，包含在程序中的错误可被修正或排除。

通常，微型计算机具有被划分为中央处理器部分(CPU)及外围部分的结构。外围部分在CPU部分的控制下操作控制目标外部设备。CPU部分通常包括一个CPU及其相邻的子系统，诸如用于电连接外部控制器的接口(I/F)、用于产生时钟信号的时钟发生器、及用于时钟信号的缓冲器。外围部分通常包括用于控制外围部分、I/O接口，计数器、计时器、用于频分从CPU部分中的时钟发生器发送的时钟信号的分频器、及用于时钟信号的缓冲器的外围控制器。

此类的常规仿真系统通常具有与对应于上述微型计算机结构的微型计算机类似的结构。尤其是，常规仿真系统具有被分为CPU部分及外围部分的结构。外围部分在CPU部分的控制下来操作控制目标外围设备。CPU部分典型地包括一评价CPU及其相邻子系统，诸如用于电连接外部控制器的I/F、用于产生时钟信号的时钟发生器、及用于时钟信号的缓冲器。外围设备典型地包括用于控制外围部分、I/O接口，计数器，计时器、用于频分从CPU部分内的时钟发生器发送的时钟信号的分频器及用于时钟信号的缓冲器的外围控制器。

此外，常规仿真系统的上述CPU及外围部分分别在两个分开的半导体芯片上实现；在这里它们被分别称为“CPU芯片”及“外围芯片”。这两个分开的芯片将产生这样一种好处，即如果根据所需的性能仅有外围芯片的设计被改变，则CPU芯片可被通用于各种的目标外部设备。此优点是由下列原因造成的。

具体地说，在微型计算机应用系统的发展中，一般情况下，根据需要的性能仅改变微型计算机的外围设计，而微型计算机的CPU被通用于各种的目标外部设备。

针对用于微型计算机的常规仿真系统，如上所述，通过位于CPU芯片上的时钟发生器来产生时钟信号，而这样产生的时钟信号通过总线被传送到外围芯片。然后，时钟信号被外围芯片上的分频器分频，并被提供给装配在外围芯片的外围设备。因此，将发生下面的问题。

近年来，微型计算机中的CPU的时钟信号频率已变得越来越高，近几年来，时钟信号频率被10的系数来乘已不足为奇了，同样，微型计算机的改进通常仅针对CPU中的时钟信号的增大。另一方面，与CPU的时钟信号频率不同，外围设备的时钟信号频率已很少被改变。

然而，上述的常规仿真系统在芯片上具有时钟发生器。因此，CPU芯片的设计需要根据时钟信号频率的改变而被改变。这意味着不仅是CPU芯片而且外围芯片两者都需要被替换以适应时钟信号频率的变化。这导致了仿真系统的的设计上难度的增大及制造成本的增加。

1990年3月公开的日本未审查专利出版NO2-82377中揭示了一种充当此种仿真系统的半导体集成电路。在此集成电路中，用于不同操作模式的两个外围芯片被事先提供。旦它们被模式选择信号有选择地激发。

然而，常规的集成电路并没解决与时钟信号频率的改变相关的上述问题。

相应地，本发明的一个目的是提供一种用于微型计算机的仿真系统及一种仿真方法，其能容易地处理时钟信号频率的变化。

本发明的另一个目的是提供一种用于微型计算机的仿真系统及一种仿真方法，其能在处理时钟信号频率的变化的同时保持具有复杂评价功能的CPU芯片结构不变。

通过下面的描述对于那些在领域中的技术人员而言，针对上述及其它未特别提到的目的有更清楚的了解。