本文章主要介紹了SkyEye硬件模擬平臺的實現細節，主要內容包括SkyEye的總體設計、SkyEye的可擴展框架、SkyEye的關鍵數據結構、SkyEye對各種CPU的模擬實現、SkyEye對各種外設的模擬實現、如何安裝使用SkyEye以及如何擴展SkyEye的仿真模塊等。對SkyEye的深入了解，有助于對嵌入式硬件系統有更深入的認識，特別是對操作系統、驅動程序如何與嵌入式硬件系統進行交互有更深刻的了解。

一、 SkyEye目標模擬模塊功能劃分：

                  
如上所示。SkyEye目標模擬模塊從功能上可分為如下幾大模塊：

●配置選項解析和初始化模塊：在模擬硬件開始運行前，根據配置文件的選項，控制對模擬硬件的配置和初始化。相關文件包括：
arminit.c：控制各種模擬硬件的初始化
skyeye_config.[ch]：解析配置文件的選項行
skyeye_options.c：根據各種硬件的選項，完成各種配置



●    處理器模擬宏模塊：主要完成與處理器體系結構相關的模擬，它可細分為：CPU指令模擬執行模塊、MMU/CACHE模擬模塊、CoProcessor(又稱協處理器)模擬模塊。


CPU指令模擬執行模塊：其主要任務是：當模擬硬件開始運行，完成指令讀取，指令譯碼，指令執行的工作；如果CPU狀態發生了改變，調整指令和各種寄存器值；在指令執行前，調用開發板IO模擬模塊的io_do_cycle驅動模擬各種外設的行為。主要的文件包括：
armemu.[ch]：模擬CPU的3級流水線，并具體執行各種指令


MMU/CACHE模擬模塊：本模塊分為兩部分：與具體CPU類型無關的MMU/CACHE模擬子模塊和與具體CPU類型相關的模擬子模塊。主要的任務是：根據配置文件進行初始化；進行MMU/CACHE模擬；執行與MMU/CACHE相關的指令。如果CPU指令模擬模塊執行讀寫存儲器的操作指令，則轉到MMU/CACHE模擬模塊。如果模擬的CPU類型不支持MMU(如ARM7TDMI)，則SkyEye會根據將訪問的地址，直接轉到MEMORY模擬模塊或開發板IO模擬模塊；否則轉到具體CPU類型相關的模擬子模塊進行MMU/CACHE模擬。主要的文件包括兩部分：
與具體CPU類型無關的MMU/CACHE模擬子模塊：
armvirt.c、armmmu.c、mmu/*.[ch]
與具體CPU類型相關的MMU/CACHE模擬子模塊：
sa_mmu.[ch]：模擬strongarm的MMU/CACHE
arm7100_mmu.[ch]：模擬arm7[12]0T的MMU/CACHE
xscale_copro.c：模擬xscale的MMU/CACHE
arm920t_mmu.[ch]：模擬arm920t的MMU/CACHE


CoProcessor(又稱協處理器)模擬模塊：其主要任務是：完成各種協處理器的初始化；執行各種協處理器的指令。實際上MMU/CACHE模擬模塊的一部分工作是模擬ARM的第15號協處理器，它的主要功能是配置MMU/CACHE等。主要的文件包括：
armcopro.c：根據配置信息，完成對ARM協處理器的初始化配置
xscale_copro.c：模擬xscale的協處理器cp13、cp14、cp15
sa_mmu.[ch]、arm7100_mmu.[ch]：模擬strongarm、ep7312的協處理器cp15
arm920t_mmu.[ch]：模擬arm920t的協處理器cp13、cp14、cp15


●    IO模擬宏模塊：本模塊包含各種邏輯行為各異的外設模擬，主要包括系統IO模擬模塊、網絡芯片模擬模塊、LCD模擬模塊等。


系統IO模擬模塊：本模塊的主要任務包括：根據配置文件進行IO和外設初始化；完成各種外部IO設備的模擬(如時鐘計數器累加、產生中斷、LCD顯示等)；進行各種特定CPU和外設的IO寄存器讀寫的模擬。本模塊與各種具體的開發板和CPU有很緊密的聯系，主要的文件包括：
armio.[ch]：建立在各個特定模擬子模塊上的抽象層模塊
skyeye_mach_at91.c：模擬Atmel AT91X40開發板
skyeye_mach_ep7312.c：模擬cirrus ep7312開發板
skyeye_mach_pxa.c：模擬intel xscale lubbock開發板
skyeye_mach_s3c4510b.c：模擬基于samsung s3c4510b的開發板
skyeye_mach_s3c44b0.c：模擬基于samsung s3c44b0的開發板
skyeye_mach_sa.c：模擬基于intel strongam的adsbitsy開發板
skyeye_mach_lpc.c：模擬基于philip lpc2249的開發板
skyeye_mach_sharp.c：模擬基于sharp lh7a400的開發板
skyeye_mach_at91rm92.c：模擬基于atmel at91rm9200的開發板
skyeye_mach_cs89712.c：模擬基于cs89712的開發板


網絡芯片模擬模塊：本模塊主要完成了對8019AS網絡芯片的模擬工作，主要任務包括：模擬8019AS的控制邏輯、8019AS與具體開發板IO模擬模塊的接口、虛擬網絡輸入輸出接口處理。主要的文件包括：
skyeye-ne2k.[ch]：8019AS的硬件邏輯模擬
skyeye_mach_at91.c：部分內容完成接收虛擬網絡輸入處理模擬
skyeye_net_tuntap.c：配置tuntap虛擬網絡的接口
skyeye_net_vnet.c：配置vnet虛擬網絡的接口
vnet.c、if_vnet.h：獨立存在的軟件包，vnet虛擬網絡的具體實現


LCD/TouchScreen模擬模塊：本模塊主要完成LCD/TouchScreen控制邏輯的模擬，是目前唯一需要GUI支持的模塊，它的主要任務是：配置LCD/TouchScreen硬件模擬、模擬LCD/TouchScreen控制邏輯。有關LCD/TouchScreen模擬相關的文件包括：
skyeye_lcd.[ch]： LCD/TouchScreen配置和LCD/TouchScreen模擬的通用控制邏輯
skyeye_mach_*.c：與開發板相關LCD/TouchScreen的控制邏輯和中斷處理，目前支持ep7312和pxa255的skyeye模擬。


MEMORY模擬模塊：本模塊與具體的CPU和開發板無關，它的主要任務包括：根據配置文件進行內存初始化，并加載binary image文件；進行RAM/ROM讀寫的模擬。主要的文件包括：
armmem.[ch]：主要完成RAM/ROM讀寫模擬