[发明专利]一种51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法

权利要求书

1.一种51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、51单片机目标文件解析

打开51单片机编译后的可执行文件*.Hex，Hex文件的每一行中都包含了一个hex记录，这些记录是由一些代表机器语言代码和常量的16进制数据组成；解析Hex文件信息，获取可执行文件中的代码段；

S2、51单片机内存仿真及代码加载

采用数组的方式对51单片机内存进行仿真，记为C51-Vmemory，并加载代码段；

S3、51单片机寄存器仿真

通过数组模拟寄存器，通过数组操作模拟寄存器读写操作，实现寄存器的模拟；

S4、51单片机指令描述

每条指令Instruction有一个唯一的表示，51单片机指令长度非固定长度，共计256条；

S5、51单片机读取指令

根据程序计数器PC(ProgramCount)的值，从51单片机仿真内存C51-Vmemory中读取指令Instruction，获取当前PC对应的指令Instruction；

S6、51单片机指令译码

根据读取的指令Instruction，取Instruction的高8位，该高8位为指令的指令码Opcode，每个数值对应一条指令；

S7、51单片机指令翻译

对51单片机指令集进行功能翻译，并对每条指令的相应的地址、寄存器进行操作模拟，保证运行的内存、寄存器保持一致；并将每个指令对应的指令翻译函数名称存储到指令翻译译码数组中；

S8、51单片机指令执行

根据指令数量，进行循环取指、译码、指令翻译，并根据函数指针，执行指令操作；连续仿真，直到完成所有指令执行，实现针对51单片机的处理器指令集仿真。

2.如权利要求1所述的51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、打开51单片机编译后的可执行文件*.Hex，读取文件信息；

S12、Hex文件的每一行中都包含了一个hex记录，这些记录是由一些代表机器语言代码和常量的16进制数据组成，解析可执行文件*.Hex中的文件信息，获取可执行文件中的代码段。

3.如权利要求2所述的51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、51单片机RAM大小为256Byte、ROM大小为64KByte、XDATA大小为64KByte，采用数组的方式对51单片机内存进行仿真，记为C51-Vmemory，包括RAM[256]、ROM[65536]和XDATA[65536]，RAM[256]对应256Byte内存块大小，包含寄存器，ROM[65536]对应64KByte内存块大小，XDATA[65536]对应64KByte内存块大小；

S22、将S1获取的代码段，写入到51单片机芯片仿真内存C51-Vmemory中，并根据代码段的大小，维护整个仿真内存结构。

4.如权利要求3所述的51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S31、51单片机芯片RAM中包含256个可用寄存器，通过C51-Vmemory中的RAM描述51单片机的256个寄存器，实现寄存器的模拟；

S32、通过访问C51-Vmemory中的RAM数组，对相应的寄存器进行操作模拟51单片机的寄存器操作，实现对51单片机的寄存器仿真。

5.如权利要求4所述的51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，所述寄存器包括：B、ACC、PSW、TH2*、TL2*、RCAP2H*、RCAP2L*、T2CON*、IP、P3、IE、P2、SBUF、SCON、P1、TH1、TH0、TL1、TL0、TMOD、TCON、DPH、DPL、SP、P0和PCON。

6.如权利要求4所述的51单片机处理器指令集虚拟化仿真方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：根据程序计数器PC(ProgramCount)的值，从S2维护的C51-Vmemory中ROM[65536]数组中读取指令Instruction。