80C51系列單片機(jī)仿真器選購(gòu)指南

第二章 仿真器中使用的技術(shù)

仿真器的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)有十多年的歷史，其中使用的技術(shù)根據(jù)時(shí)間和性能的不同大約分成以下幾種：

(1) 仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

這種技術(shù)主要在仿真器的初級(jí)階段使用。由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有好的仿真技術(shù)或仿真芯片，仿真器設(shè)計(jì)成了一個(gè)雙平臺(tái)的系統(tǒng)并根據(jù)用戶的要求在監(jiān)控系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)中切換。這種仿真系統(tǒng)性能完全依賴于設(shè)計(jì)者的水平，實(shí)際的最終性能廠家之間相差很大。不過(guò)總的說(shuō)來(lái)需要占用一定的用戶資源并且設(shè)計(jì)復(fù)雜，現(xiàn)在基本上已經(jīng)淘汰，只是使用在一些開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中。

(2) Bondout 技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，人們常常說(shuō)的專用仿真芯片其實(shí)就是 Bondout。這種仿真芯片一般也是一種單片機(jī)， 但是內(nèi)部具有特殊的配合仿真的時(shí)序。當(dāng)進(jìn)入仿真狀態(tài)后，可以凍結(jié)內(nèi)部的時(shí)序運(yùn)行，可以查看/修改在靜止時(shí)單片機(jī)內(nèi)部的資源。

使用Bondout 制作的仿真器一般具有時(shí)序運(yùn)行準(zhǔn)確(也有例外)，設(shè)計(jì)制作成本低等優(yōu)點(diǎn);Bondout芯片一般是由單片機(jī)生產(chǎn)廠家提供的，因此它只能仿真該廠商指定的單片機(jī)，仿真的品種很少。

(3) HOOKS 技術(shù)

HOOKS 是PHILIPS擁有的一項(xiàng)仿真技術(shù)，主要解決不同品種單片機(jī)的仿真問(wèn)題。使用該專利技術(shù) 就可以仿真所有具有HOOKS 特性的單片機(jī)，即使該單片機(jī)是不同廠家制造的。使用HOOKS 技術(shù)制造的仿真器可以兼容仿真不同廠家的多種單片機(jī)，而且仿真的電氣性能非常接近于真實(shí)的單片機(jī)。但是HOOKS 技術(shù)對(duì)仿真器的制造廠家的技術(shù)要求特別高，不同的仿真器生產(chǎn)廠家同時(shí)得到HOOKS 技術(shù)的授權(quán)，但是設(shè)計(jì)的仿真器的性能差別很大。

10 年前國(guó)內(nèi)就已經(jīng)得到了 PHILIPS 的 HOOKS 技術(shù)授權(quán)，但是受當(dāng)時(shí)技術(shù)水準(zhǔn)的限制研制的 HOOKS 仿真器還不能實(shí)用。即使到了今天，也不是每個(gè)仿真器廠家都能生產(chǎn)HOOKS 仿真器，即使生 產(chǎn)出來(lái)性能也差異很大，用戶應(yīng)仔細(xì)區(qū)別。

(4) 內(nèi)嵌仿真功能的芯片

隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，很多單片機(jī)生產(chǎn)廠商在芯片內(nèi)部增加了仿真功能，一般通過(guò)JTAG 接口進(jìn)行控制。為了降低成本和增加可靠性，內(nèi)嵌的仿真部分一般功能比較簡(jiǎn)單。

根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，如果只仿真標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 系列單片機(jī)可以選用Bondout 技術(shù)的仿真器;如果用戶希望仿真器功能更多更靈活的諸如增強(qiáng)型80C51 系列單片機(jī)的話，那么必須選用HOOKS 技術(shù)仿真器。二者比較而言，采用HOOKS 技術(shù)的仿真器性價(jià)比要高于Bondout 技術(shù)。

第三章 國(guó)內(nèi)仿真器的現(xiàn)狀

到今天為止國(guó)內(nèi)的仿真器發(fā)展大約有20 年的歷史，總的說(shuō)來(lái)生產(chǎn)商的規(guī)模都不是很大，在新產(chǎn)品 的研制/開(kāi)發(fā)/服務(wù)上都不能投入很大的資金。根據(jù)仿真器使用的技術(shù)來(lái)劃分，國(guó)內(nèi)仿真器的設(shè)計(jì)大約可以分成以下幾個(gè)時(shí)期：

(1) 70 年代末期-80 年代中期 這個(gè)時(shí)期采用的技術(shù)主要是仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，現(xiàn)在看來(lái)技術(shù)含量不高，用戶要求也不高。

(2) 80 年代末期-90 年代末期 這個(gè)時(shí)期主要使用華邦一顆帶有仿真功能的芯片制作，采用的技術(shù)應(yīng)該叫做Bondout。采用這顆芯片能大大簡(jiǎn)化仿真器的設(shè)計(jì)，因此國(guó)內(nèi)仿真器的水準(zhǔn)有了大的提高，基本上可以不占用用戶資源。

正是由于仿真性能的提高，國(guó)內(nèi)的仿真器制作在將近 10 年的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)步，一直采用這種制作模式。雖然個(gè)別廠商也嘗試過(guò)別的技術(shù)來(lái)提高仿真水準(zhǔn)，例如HOOKS 技術(shù)，但是由于本身技術(shù)的限制沒(méi)有成功。相反國(guó)外的仿真器較早地使用了HOOKS 技術(shù)，在初期由于HOOKS 技術(shù)本身的復(fù)雜性，仿 真性能和價(jià)格不如國(guó)內(nèi)采用Bondout 的仿真器。

隨著IC 技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)制作HOOKS 技術(shù)的條件已經(jīng)成熟，但是國(guó)內(nèi)的幾家主要的生產(chǎn)廠商還 陶醉于Bondout 技術(shù)之中。

(3) 2000 年開(kāi)始

2000 年是中國(guó)仿真器市場(chǎng)變化最大的時(shí)期，其中最引人注目的變化是華邦仿真芯片W78958 的停產(chǎn)。

華邦公司在設(shè)計(jì)W78958 芯片時(shí)，其內(nèi)部的仿真功能只是為了仿真器廠商能制作仿真器以便更好的推廣W78958。但是經(jīng)過(guò)幾年的變化，W78958 演變成為一顆仿真器上使用的仿真專用芯片而不是用戶使用的標(biāo)準(zhǔn)芯片，使用的范圍也僅限于國(guó)內(nèi)，一年不到20000 只的用量也促使華邦公司在進(jìn)入2002年后宣布將停產(chǎn)該芯片。

W78958 停產(chǎn)以后，國(guó)內(nèi)仿真器廠商處于一個(gè)非常尷尬的局面。由于W78958 在國(guó)內(nèi)使用了將近10 年，國(guó)內(nèi)的用戶群非常龐大，這些用戶將無(wú)法得到持續(xù)的支持特別是維修方面。另外，國(guó)內(nèi)圍繞在W78958 上所做的技術(shù)工作也無(wú)法得到延續(xù)和提高，很多業(yè)界人士認(rèn)為仿真器行業(yè)將面臨另起爐灶或重新洗牌的局面。

HOOKS 技術(shù)無(wú)疑是仿真器廠商在失去W78958 后的替代品，但是由于沒(méi)有長(zhǎng)期跟蹤和關(guān)注，短期內(nèi)多數(shù)廠家無(wú)法將復(fù)雜的HOOKS 技術(shù)應(yīng)用于成熟的產(chǎn)品中。專家們認(rèn)為仿真器廠家的整體轉(zhuǎn)型可能需要2-3 年的周期，并且有相當(dāng)?shù)姆抡嫫鲝S家將會(huì)被淘汰，市場(chǎng)擁有量將主要集中在少數(shù)幾個(gè)仿真器廠家。

周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司是PHILIPS 在國(guó)內(nèi)最大的代理商，它以獨(dú)特的技術(shù)銷售引起國(guó)內(nèi)乃至全球的注目。周立功公司成立時(shí)間不到5 年，但是膨脹很快，現(xiàn)在已然成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)行業(yè)的龍頭，一言一行對(duì)整個(gè)行業(yè)影響很大。

2001 年12 月，周立功公司試探性地推出第一款仿真器TKS-764，用于支持周立功公司當(dāng)時(shí)的 主打芯片51LPC 系列OTP 單片機(jī)。由于TKS-764 內(nèi)部穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)，并直接直接在Keil 中的調(diào)試，所以推出后得到51LPC 用戶的青睞，擁有相當(dāng)大的用戶群。

2002 年6 月，周立功旗下的廣州致遠(yuǎn)電子有限公司在國(guó)內(nèi)率先推出研制達(dá)兩年之久的HOOKS 仿真器，全面支持PHILIPS 和其它公司的增強(qiáng)型80C51 系列單片機(jī)的仿真問(wèn)題。該系列仿真器徹底解決了國(guó)內(nèi)仿真器在仿真低電壓、內(nèi)部64K 程序、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)關(guān)閉ALE、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)切換6/12 Clock、4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、串口從地址自動(dòng)識(shí)別和幀錯(cuò)誤檢測(cè)以及P8xC51 獨(dú)具定時(shí)器2 等增強(qiáng)性能的難題， 短期內(nèi)使仿真器的用戶群迅速擴(kuò)大，并在業(yè)界得到良好的口碑。

TKS 系列HOOKS 技術(shù)仿真器推出后，在仿真器行業(yè)引起了不小的震動(dòng)。因?yàn)橹芰⒐驹诠娗暗男蜗笠灰恢笔且粋€(gè)優(yōu)秀的芯片代理商，在掌握了先進(jìn)的仿真器技術(shù)后將改變整個(gè)行業(yè)的格局。國(guó)內(nèi)的仿真器生產(chǎn)廠商在華邦的仿真芯片停產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)尷尬的境地，現(xiàn)有的仿真器不能繼續(xù)生產(chǎn)了。而轉(zhuǎn)向HOOKS 技術(shù)還需要一段研發(fā)的過(guò)程，即使有些廠家匆匆推出了HOOKS 技術(shù)仿真器卻明顯比周立功公司的HOOKS 技術(shù)仿真器在性能上有明顯的差距，仿真器行業(yè)可能會(huì)重新洗牌。