【摘 要】
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随着计算机技术和仿真技术的发展,建立虚拟实验室以取代传统的物理实物实验室已经成为可能。相比较而言,虚拟实验室在成本控制、易用性、可维护性等方面都有着无可比拟的优势
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随着计算机技术和仿真技术的发展,建立虚拟实验室以取代传统的物理实物实验室已经成为可能。相比较而言,虚拟实验室在成本控制、易用性、可维护性等方面都有着无可比拟的优势。在构建虚拟实验室的过程中,其中的一类实验系统需要由程序来控制,对它们进行仿真较为困难,难点在于实验系统中状态的不确定性,系统所表现出来的行为受控于用户编写的程序,而正是可编程性使得系统表现出开放的特性,无法用穷举法枚举出所有的系统状态和行为,这给仿真带来了很大的复杂性。为了实现对可编程实验系统进行准确而高效的仿真,采用指令集仿真器(ISS)模型来实现虚拟实验系统的可编程性,指令集仿真器是对CPU进行指令级别的仿真,该模型的主体部分由寄存器模型、内存模型、译码器和执行部件组成。在综合分析影响仿真效果的各个因素后,在已有的各类研究成果的基础上,结合仿真建模的相关理论,构建了一个基于ISS的可编程实验系统仿真模型。采用将模型实体和模型控制相分离的方法,从模型各部分的关系、行为和交互三方面对模型进行了描述。模型实体由面向对象的虚拟器件子模型描述,模型控制则通过逻辑电路仿真模型来实现。其中的可编程部件作为模型实体的一个特例而存在,采用基于解释策略的指令集仿真器来实现。基于ISS的可编程实验系统仿真模型已经在单片机实验系统仿真平台的研制中得到了运用,实验结果分析表明,该模型对于解决可编程实验系统的仿真问题是可行的,并且具有一定的可扩展性。对相关领域的研究具有一定的参考价值。
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