?? skyeye硬件模擬平臺, 第一部分 skyeye 介紹.htm
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<TD><SPAN class=astitle>SkyEye硬件模擬平臺, 第一部分: </SPAN><SPAN
class=atitle>SkyEye 介紹</SPAN></TD>
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<TD><A
href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#IDANDWNB">一．SkyEye介紹</A></TD></TR>
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#IDAZEWNB">二．SkyEye模擬硬件介紹
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#IDATFWNB">三．SkyEye的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)</A></TD></TR>
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#IDALGWNB">四．小結(jié)</A></TD></TR>
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#resources">參考資料
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#author1">關(guān)于作者</A></TD></TR>
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href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#rating">對本文的評價</A></TD></TR>
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<P>級別: 初級</P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><A
href="http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-skyeye/part1/index.shtml#author1"><NAME>陳渝</NAME></A>
（<A href="mailto:yuchen@tsinghua.edu.cn">yuchen@tsinghua.edu.cn</A>）
<BR>清華大學(xué)<BR>2004 年 9 月 </P>
<BLOCKQUOTE>本文主要介紹了SkyEye硬件模擬平臺起源，背景和發(fā)展?fàn)顩r。SkyEye是一個可以模擬嵌入式硬件開發(fā)板的系統(tǒng)軟件。通過SkyEye的了解，有助于對嵌入式硬件系統(tǒng)有更深入的認(rèn)識，特別是對操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序如何與嵌入式硬件系統(tǒng)進(jìn)行交互有更深刻的了解。</BLOCKQUOTE>
<P><A name=IDANDWNB><SPAN class=atitle2>一．SkyEye介紹</SPAN></A><BR></P>
<P><A name=IDASDWNB><SPAN
class=atitle3>1．SkyEye的起源和發(fā)展</SPAN></A><BR>2002年11月，一個偶然的機(jī)會，一群操作系統(tǒng)的愛好者在網(wǎng)上進(jìn)行聊天，成立了一個TM－Linux興趣小組，希望要做一些感興趣的事情。當(dāng)時在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系做博士后的陳渝提出做一個用軟件實(shí)現(xiàn)的嵌入式開發(fā)板硬件模擬器，可以在模擬器上運(yùn)行各種操作系統(tǒng)，這樣就可以在沒有開發(fā)板的情況下學(xué)習(xí)和研究操作系統(tǒng)。一開始就陳渝一人做，首先他了解了當(dāng)前國際上的一些類似的項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)著名的μCLinux組織實(shí)現(xiàn)了一個armulator模擬器軟件（在Linux系統(tǒng)上運(yùn)行），可以模擬Ateml
AT91（基于ARM7TDMI
CPU）開發(fā)板，μCLinux可以在armulator（其網(wǎng)址為http://www.uclinux.org/pub/uCLinux/utilities/armulator/）上運(yùn)行。于是陳渝以此為基點(diǎn)，借鑒armulator的實(shí)現(xiàn)，提出了SkyEye項(xiàng)目，其目標(biāo)是讓SkyEye仿真多種主流的嵌入式開發(fā)板和外設(shè)，實(shí)現(xiàn)一個可擴(kuò)展的硬件模擬框架，讓更多的嵌入式操作系統(tǒng)可以在SkyEye上運(yùn)行。SkyEye項(xiàng)目于2002年12月1日正式建立后，陳渝完成的第一件工作是把a(bǔ)rmulator移植到了cygwin/windows環(huán)境下，其成果被μCLinux組織接收。接下來清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士生李明加入到SkyEye的開發(fā)中，8天后，SkyEye的第一個版本推出，再過了4天，μC/OS-II
for
SkyEye推出。在這期間，SkyEye的網(wǎng)站也建立起來了。緊接著，楊曄、王利明、尹首一等在校學(xué)生也加入到SkyEye的開發(fā)中，給SkyEye帶來了新的活力，SkyEye進(jìn)入了新的發(fā)展階段，目前通過訪問SkyEye的網(wǎng)站（http://www.skyeye.org/）和在linux公社上的SkyEye論壇（<A
href="http://www.linuxfans.org/" target=_blank
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:dw="http://www.ibm.com/developerWorks/"
trackclick="no">http://www.linuxfans.org/</A>）可以了解到SkyEye的最新進(jìn)展并對有關(guān)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面的問題進(jìn)行交流，還可以到<A
href="http://gro.clinux.org/projects/skyeye/" target=_blank
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xmlns:dw="http://www.ibm.com/developerWorks/"
trackclick="no">http://gro.clinux.org/projects/skyeye/</A>
下載最新的SkyEye相關(guān)軟件和文檔。</P>
<P><A name=IDADEWNB><SPAN
class=atitle3>2．SkyEye的背景</SPAN></A><BR>如果你看過電影"黑客帝國"（又稱"matrix"），相信電影描述的虛幻世界會深深地吸引你，至少它是我們看過最有想象力的科幻電影之一。也許我們可以把SkyEye看作一個"matrix
"，把運(yùn)行在SkyEye上的各種程序看成是這個"matrix"中的蕓蕓眾生。我們創(chuàng)造SkyEye和編寫運(yùn)行在SkyEye上運(yùn)行的程序就是為了洞悉計(jì)算機(jī)的奧秘，嘗嘗當(dāng)"造物主"的感覺。當(dāng)看到各種軟件Linux、μCLinux、μC/OS-II...在SkyEye上"愉快"地運(yùn)行時，那種感覺真是太奇妙了。
</P>
<P>對于那些想進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)和學(xué)習(xí)，或者想研究嵌入式Linux等操作系統(tǒng)和一些底層系統(tǒng)軟件（如TCP/IP等）的研究和開發(fā)人員來說，可能存在如下幾方面的問題：（1）經(jīng)常苦于經(jīng)費(fèi)不足，缺少足夠的硬件開發(fā)板和完善的軟件開發(fā)環(huán)境，相關(guān)的書籍對一些最新軟件的分析還不夠全面，無法深入研究和開發(fā)嵌入式軟件。（2）高層次的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)一般不用太考慮底層硬件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，如果直接處于一個具體的硬件環(huán)境下，在開發(fā)和研究中可能會陷入硬件的具體細(xì)節(jié)中不能自拔，而不能把精力放到高層次的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)上。（3）如果硬件開發(fā)環(huán)境不太穩(wěn)定（這種情況經(jīng)常見到），且對具體的硬件不是很了解，則可能在排除問題上花費(fèi)大量的不必要的時間。（4）如果你想自己嘗試設(shè)計(jì)一個操作系統(tǒng)，則先在一個提供源碼級調(diào)試的軟件仿真器上進(jìn)行開發(fā)，可能會大大提高你的開發(fā)進(jìn)度。</P>
<P>對于想了解、學(xué)習(xí)一般操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理，Linux/μCLinux操作系統(tǒng)或TCP/IP等系統(tǒng)級軟件的實(shí)現(xiàn)的人員，目前一般采用的方法是看書和讀源代碼，這是一種靜態(tài)的學(xué)習(xí)方法，效率較低，比較枯燥，缺少親自實(shí)踐的感覺。要想深入分析和開發(fā)軟件，就要動手編程，不能只是看看書，讀讀代碼，只有通過親手實(shí)踐才能夠掌握軟件設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。上面所指出的問題和需求促使SkyEye項(xiàng)目的誕生。
</P>
<P><A name=IDALEWNB><SPAN class=atitle3>3．SkyEye的目標(biāo)和意義
</SPAN></A><BR>SkyEye是一個開源軟件（OpenSource
Software）項(xiàng)目，中文名字是"天目"。SkyEye的目標(biāo)是在通用的Linux和Windows平臺上實(shí)現(xiàn)一個純軟件集成開發(fā)環(huán)境，模擬常見的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(這里假定"仿真"和"模擬"的意思基本相同)；可在SkyEye上運(yùn)行μCLinux以及μC/OS-II等多種嵌入式操作系統(tǒng)和各種系統(tǒng)軟件（如TCP/IP，圖形子系統(tǒng)，文件子系統(tǒng)等），并可對它們進(jìn)行源碼級的分析和測試。</P>
<P>純軟件的模擬器有許多種，如模擬一個芯片時序邏輯的模擬器、只模擬CPU指令的模擬器、模擬整個硬件開發(fā)板的模擬器、模擬一個PDA的模擬器等。存在一些純軟件的仿真器或模擬器，如Stanford大學(xué)的SimOS模擬器，它仿真的是MIPS系列CPU和相關(guān)外設(shè)，可以在其上運(yùn)行SGI公司的Irix操作系統(tǒng)和軟件，目前基本上停止了進(jìn)一步的開發(fā)；PSIM是一個仿真PowerPC指令集的模擬器，目前只支持簡單的命令行應(yīng)用程序；xcopilot是一個PDA模擬器，它是由Greg
Hewgill出于個人喜好編寫的，它仿真的是M68K
CPU，通過它可以給基于PalmOS的軟件開發(fā)者提供一個模擬開發(fā)環(huán)境。Bochs是一個仿真x86 CPU的開源項(xiàng)目，目前還支持AMD64
CPU，在它上面可以運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)。其它一些商業(yè)的仿真軟件如vmware和virtualPC可以仿真一個真實(shí)的x86計(jì)算機(jī)，而Virtutech
Simics仿真器可以仿真多種CPU和硬件，功能強(qiáng)大，可用于硬件和系統(tǒng)軟件的評測。</P>
<P>SkyEye是一個指令級模擬器，可以模擬多種嵌入式開發(fā)板，可支持多種CPU指令集，在SkyEye上運(yùn)行的操作系統(tǒng)意識不到它是在一個虛擬的環(huán)境中運(yùn)行，而且開發(fā)人員可以通過SkyEye調(diào)試操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件。由于SkyEye的目標(biāo)不是驗(yàn)證硬件邏輯，而是協(xié)助開發(fā)、調(diào)試和學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件，所以在實(shí)現(xiàn)上SkyEye與真實(shí)的硬件環(huán)境相比還是有一定差別的。SkyEye在時鐘節(jié)拍的時序上不保證與硬件完全相同，對軟件透明的一些硬件仿真進(jìn)行了一定的簡化。這樣帶來的好處是SkyEye的執(zhí)行效率更高。SkyEye的推出具有下面三方面的意義：</P>
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