不久前召開的2013年風河(Wind River)中國開發(fā)者大會重點探討并展現了物聯(lián)網領域的主要趨勢、挑戰(zhàn)和機會，會上還著重介紹了風河Simics全系統(tǒng)軟件模擬工具。風河調試工具及生命周期解決方案副總裁Michel Genard在接受本刊記者采訪時表示，Simics是一個全系統(tǒng)軟件模擬工具，可供軟件開發(fā)者模擬硬件，并可模擬任何規(guī)模和復雜度的電子系統(tǒng)，可以幫助工程師突破傳統(tǒng)的產品開發(fā)和測試流程。

Simics工具的產生

Michel Genard介紹說，近年來，由于電子系統(tǒng)日益復雜且對系統(tǒng)間的互換要求不斷提高，例如，有些電子系統(tǒng)大多使用異構多處理器和多核處理器來運行多個軟件棧和操作系統(tǒng)，有時這些系統(tǒng)還會作為大型系統(tǒng)的一部分，通過總線、背板、局域網或因特網進行互聯(lián)。而傳統(tǒng)的開發(fā)工具和流程在面對這些系統(tǒng)的調試、集成和測試時就顯得力不從心。風河根據市場需求開發(fā)的Simics全系統(tǒng)軟件模擬工具可幫助開發(fā)人員從根本上提高系統(tǒng)開發(fā)、調試和測試的效率，從而大大改善包括產品上市時間、成本、產品質量在內的一些重要的業(yè)務指標。

Simics工具實現的功能

Michel Genard向記者詳細介紹了Simics工具的功能，Simics工具優(yōu)勢主要體現在：一是可模擬完整的系統(tǒng)。風河Simics可為軟件開發(fā)人員把整個目標硬件平臺模擬出來。無論該硬件是一個獨立的處理器，還是一個大型的、復雜的、互聯(lián)的、多個電子系統(tǒng)，均可通過一個虛擬平臺把目標硬件的各種功能操作模擬完成，使得未經修改的目標軟件(BSP、固件、實際操作系統(tǒng)、中間件和應用程序)能完全按它在真實硬件平臺上運行的方式在虛擬的平臺上運行，開發(fā)者不必擔心模擬部分和實際部分有什么誤差(圖1)。

圖1：Simics與單元測試。

二是能加快產品開發(fā)速度。Simics模擬工具可完成電路板設計、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試等環(huán)節(jié)，在實體硬件之前就可開始工作。Simics還支持協(xié)同平臺開發(fā)，讓所有開發(fā)人員能夠共享整個虛擬系統(tǒng)和它的狀態(tài)，從而提高效率并加快軟件的開發(fā)和測試。

三是優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)。傳統(tǒng)的開發(fā)工具只能解決單個參考板上的故障，要在多個參考板組成的系統(tǒng)中查找錯誤就會變得非常復雜。例如，使用傳統(tǒng)調試工具停止運行某塊參考板時，系統(tǒng)中的其他參考板仍然會繼續(xù)執(zhí)行任務，這樣就讓實現故障隔離幾乎成為不可能的事情。Simics可讓工程師們同時操作、查看和控制系統(tǒng)中所有的參考板。任何正向、逆向的單步執(zhí)行都可應用于整個系統(tǒng)而非某一部分，還可以先創(chuàng)建整個系統(tǒng)的檢查點或快照再共享給其他開發(fā)人員，這樣整個設計團隊都可以看到整個系統(tǒng)的狀態(tài)，從而繼續(xù)無斷點執(zhí)行原有操作。Simics虛擬平臺比實體硬件更易于設置和管理，且可以通過復制部分系統(tǒng)來測試擴展性。Simics甚至可以模擬幾百個參考板和處理器組成的系統(tǒng)，在上面運行所有的目標軟件。

四是攻克全系統(tǒng)目標硬件管理和系統(tǒng)集成系統(tǒng)的開發(fā)、調試、集成和測試過程中面臨的最大困難，即缺少目標硬件。以往設計工程師都是使用一些替代方案，例如使用評估板或基于PC主機的開發(fā)。有了Simics之后，整個開發(fā)團隊都能獲得一個虛擬的目標硬件系統(tǒng)，而且是一個完整的系統(tǒng)，使每個開發(fā)人員都能基于整個系統(tǒng)對設計方案進行修改與開發(fā)。Simics虛擬平臺還能幫助他們實現多種組件配置，這一功能在兼容性測試和客戶的特定條件測試中至關重要。同時，Simics對整個產品生命周期都能提供支持，從系統(tǒng)定義到后期產品維護。五是Simics工具可支持多種目標架構。Michel Genard強調，Simics工具不是僅為某一家開發(fā)的，而是面向和支持整個市場，例如支持Power、Intel、ARM、MIPS、TI等等。

應用案例

Michel Genard舉了一個在衛(wèi)星系統(tǒng)使用的案例，出現的問題是，太空中老化的衛(wèi)星系統(tǒng)需要用軟件補丁來彌補硬件缺陷，而在地面上很難創(chuàng)建修補用的軟件補丁，因為缺少實際硬件。而采用Simics工具的解決方案可仿真系統(tǒng)硬件，并模擬硬件的退化程序來測試軟件。在上傳補丁之前，能夠在地面上用仿真平臺進行完整的測試(單元測試和系統(tǒng)測試)。Michel Genard表示，Simics工具已在眾多客戶和應用領域得到廣泛應用，根據客戶的反饋，使用Simics工具后，調試時間可節(jié)省35%，運行成本可減少50%，產品上市時間可縮短66%。