[发明专利]单片机开发系统仿真器的总线控制集成模块

说明书

本发明涉及一种微型计算机中使用的电路器件，确切地说，涉及一种用于单片机开发系统仿真器的总线控制器里的专用集成模块。

在推广应用微型计算机和微处理器技术，对传统产业进行技术改造和研制“智能”型新产品的热潮中，单片微型计算机<简称：单片机>以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、售价低廉、软件开发容易等诸多优点，被广泛应用到我国许多行业的工业控制、仪器仪表、机电设备、通信装置乃至家用电器等众多领域。单片机的普及和推广应用，对我国的现代化建设、国民经济各行各业的技术革新和技术革命，以及加速传统产品的更新换代，都将起着非常重要的推动作用。

由于单片机电路结构比较简单，不具备有自开发功能，因此，在研制单片机控制装置的过程中，开发系统仿真器就成为不可缺少的得力工具。使用这种仿真器，可以在研制开发一个实时控制项目的软件时，从一开始就把其硬件和软件结合起来进行仿真模拟开发研究，大大方便软件设计人员，使他们可以迅速编制实时控制应用程序，并能够在与真实系统环境相同的条件下进行软件调试、修改和故障诊断。

目前国内研制生产的单片机开发系统仿真器已有多种产品问世。这些仿真器依靠其硬件与软件相结合的技术手段，使其仿真特性已基本达到国外同类产品的水准，并在性能价格比上占有很大优势。但是在整机的模块化、器件的集成度、工作可靠性及防止破释的加密措施方面仍与国外先进产品存在较大差距。

单片机CPU的寻址能力通常为64KB，大都是采用地址分割法来分配存储器空间资源的。由于监控程序至少要占8KB-32KB的容量，提供给仿真目标系统的存储器寻址能力就只能在32KB-56KB范围之内，其资源出借率在80％左右，对此存储器空间出借率不到位的状况，用户深感使用不便。此外，由于单片机的CPU没有暂停指令，在程序运行中间，要实现从监控程序到用户仿真系统应用程序之间的存储器区域相互转换难度较大。乞今为止，所有的单片机开发系统仿真器都是利用CPU的中断特性来实现上述这种区域转换。由于CPU在收到中断申请后至少需要执行一条指令的机器周期时间才能响应中断，单步操作就是利用这种由中断申请到响应的一条指令运行时间差来完成的，但是这种方法的代价是强占了中断源-0级中断。另外，对于断点运行，一般是采用插入法来实现，即修改从断点地址开始的三个单元源程序。这种方法对于当前中断的断点地址单元存储的是三字节指令影响不大，但是倘若碰到单字节或双字节指令，就会把其源程序破坏，直接影响源程序的恢复运行，造成子程序返回时，程序出圈，断点功能无法实现。

为了提高单片机开发系统仿真器里的器件集成度，其总线控制的逻辑电路已由TTL电路器件，逐步向可编程阵列逻辑电路器件方向发展。这是因为TTL电路集成度低，抗干扰性能差、硬件电路器件多而结构复杂，工作可靠性低，从而使之逐渐被趋向淘汰；而可编程阵列逻辑电路(EP)器件，虽然提高了其集成度，但它主要适用于组合逻辑电路设计，对于时序电路的设计限制比较大，器件利用率低；另外尽管该类器件已采取一些加密措施，但由于其阵列的规范化和一致性，给破译带来方便，很容易被人窃取技术秘密，给研制、生产厂家造成不应有的效益损失。

为了使微机在线仿真器能够充分利用单片机的64K(0-0FFFFH)程序存储器空间和64K(0-0FFFFH)数据存储器空间，同时又允许仿真器有大容量的监控程序空间，中国发明专利申请CN1035731A提出用地址开关切换方法及装置使单CPU仿真方式的MCS-51单片机在线仿真器实现单拍、断点及全速断点运行时在监控空间与用户空间之间的相互切换，并实现不占用目标机中断资源。其是采用一个运行触发器对规定地址或地址范围进行取指操作来置位或复位该触发器，从而实现用户与监控的空间切换。但是该申请没有提供实现上述方法的具体电路结构。

本发明的目的是提供一种可以解决上述资源出借率低，以及从监控程序到用户仿真系统应用程序间的存储区域相互转换难度大的问题，使单片机开发系统仿真器朝模块化、集成化、规范化设计方向迈进一大步的单片机开发系统仿真器的总线控制集成模块。