你听说过模拟器吗？
关键字：模拟器 虚拟机 二进制翻译
Simulator Emulator
这里我要跟大家介绍的是软件模拟器和部分虚拟机方面的常识。说是常识，是因为现在我也不算精通，也是正在学习的过程之中。
模拟器，当然就是本来不存在，通过模拟的行为产生出来的机器。软件模拟器就是在一个系统上用纯软件来模拟一个芯片（嵌入式CPU或者MCU）和一些外设的行为的应用程序。
虚拟机类似模拟器，也是在一个平台上去运行其他平台上的应用程序。虚拟机与模拟器的不同点在于：虚拟机不是纯软件来模拟目标平台的行为，它只需要通过模拟器的接口实现目标应用程序的正确行为。
关于模拟器
模拟器（Simulator）不是凭空而来，一般是生产芯片的企业为了推广芯片，专门开发的方便用户开发产品的一种调试辅助工具。如果没有一些嵌入式开发或者单片机实验的经历，可能会很难理解这种需要。记得大学时用过伟福的的开发环境，当时我们每个小组都有一个8051硬件仿真器（Emulator），只有通过下载电缆（Probe）连接好仿真器后我们才能开始程序的调试。如果集成开发环境（IDE）中内嵌有8051的模拟器，我们就可以通过不连接硬件仿真器，使用模拟器的方式调试程序。
模拟器的功能相当强大。调试方面，在保证模拟的行为的正确性的前提下，不仅可以实现单步（step
into，step over）、运行（run）和快速运行（free
run），也可以在源代码（C或者汇编）中打软件断点、条件断点和数据断点；甚至可以实现硬件调试不宜实现的功能，比如实时更新周期数（cycle
count）、程序执行出错时提示等功能。模拟器也可以提供查看、修改寄存器和内存数据的功能。
模拟器也可以通过接口来挂载外设来仿真开发板。比如一个开发板上可能会有模数转换（ADC）、音频模块（Audio）或者LCD等设备，这样在模拟器中就可以加载相应设备的库（其实也可以集成在模拟器内部而不用设计外设接口，但是考虑到通用性以及速度方面的要求，通常会把每个外设做成一个独立的库。在Windows下，我们通常会使用动态链接的方式（DLL））。有了输入输出等外设，程序调试过程中可以实现互动。即可以有键盘的模拟，也可以有音频视频等的模拟，所以在调试一个多媒体应用程序的过程中可以看到LCD上面的画面，也可以通过PC的音频插口听到声音。基本上，所有可以与CPU交互的外设都可以模拟，其中包括计数器（Timer），音频模块（Audio），LCD，看门狗（Watch
Dog），低电压检测（LVR）等等。
其实模拟器使用的技术当中，最核心的是CPU的模拟，也就是指令集的模拟。这个单元是最核心模块，也是最影响执行效率的。关于指令集的模拟，有两种常见的技术。最常见是解释执行的模式，也就是每次取指（Fetch
OPcode）后用当前平台的指令来解释所模拟的指令，还有一种是二进制翻译技术。二进制翻译技术又分动态二进制和静态二进制。静态二进制就是在程序执行前，把目标代码翻译成当前机器指令，执行时不必解释，直接运行。这样做的好处就是程序的运行效率会非常高，但是由于运行期的不确定性，执行前的翻译会有较大难度。动态二进制翻译就是程序运行过程中去翻译执行当前指令。其实这点与解释执行思想会有些相同的地方。这种方法的好处是在运行期动态翻译目标指令，既解决了代码的解释问题，与解释执行模式相比也提高了效率。
关于虚拟机
虚拟机并非纯虚，其实也是一种模拟行为。
我正在做一个虚拟机的项目（今天刚刚把程序调通，庆祝下！），这个项目是一个虚拟机的优化，主要是速度方面的优化。项目的需求来源与凌阳的一个客户，之前他们有在unSP（凌阳的16位芯片的品牌）的SPG200硬体（body）上面开发很多游戏。但是现在凌阳正在主推S+core（凌阳32位芯片的品牌），而目前客户想把原来16位的游戏不经任何修改在32位机上运行。我们的虚拟机就是实现16的游戏在32位芯片的正确执行。关于这次优化，有一些创新，也借鉴和总结了一些比较好的测试方法。而且在优化过程中对软件的编译、连接以及指令执行的过程都有更深程度的理解，对中断的分析和理解也已经比较透彻。我想大家对这个可能不会有太大兴趣，所以我今天就不再画蛇添足了。
大家可能对模拟器有些了解了。那么我所做的具体工作是什么呢？
我主要的开发环境是VC6.0，用C++和C，有时也会写些内嵌的X86汇编代码。有时会用一些辅助工具，比较喜欢用UltraEdit（一款很优秀的编辑工具）和Beyond
Compare（很好用的比较软件）。这次做的虚拟机用到的开发环境是我们公司自己的集成开发环境，由于是优化，所以是汇编级别的（有时会把C代码改成汇编，这时我们就成了编译器）。我也在维护一些8位的模拟器，去年10月份开始一直到这个项目前，我有完成一个8位的工控系列芯片的模拟器的设计，整个过程就是在VC6.0上面完成的。
今天写了这么一大堆，不知道有没有表达清楚，你现在知道模拟器是个什么东东了吗？
每当有人问起：你做什么工作啊？通常我会有三种回答。
第一，我做模拟器，或者会补充下，软件模拟器，就是用软件模拟硬件的行为；第二，我是一个小程序员，编写一些程序。第三，编程，就是玩儿电脑。
现在，我不用回答了（假设我已经表达清楚）。
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