Аппаратные и программные

3.3.2 Внутрисхемный эмулятор 
Внутрисхемный эмулятор – это аппаратное устройство, используемое при 
отладке, обычно выполняемое в форме микропроцессора с дополнительными 
контактами.
Внутрисхемные эмуляторы подключаются к отлаживаемой или 
тестируемой системе вместо целевого микропроцессора или микроконтроллера 
и позволяют гибко управлять поведением системы на протяжении процесса 
отладки, собирать данные о состоянии ее различных объектов, выполнять 
программы пользователя в различных режимах: в режиме реального времени 
(непрерывное выполнение программы с заданного адреса), в пошаговом 
режиме, в режиме с остановками функционирования по заданному условию. 
Зачастую они позволяют эмулировать не только целевой процессор, но и 
память, тактовый генератор, устройства ввода-вывода.
Применение внутрисхемных эмуляторов позволяет решить почти все 
проблемы, связанные с отладкой и тестированием программного обеспечения и 
аппаратуры. К сожалению, крупным недостатком внутрисхемных эмуляторов 
является их очень высокая стоимость.
Внутрисхемные эмуляторы являются средством, заменяющим на 
аппаратном уровне часть целевой системы. В настоящее время распространены 
два основных варианта:
• эмулятор процессора;
• эмулятор ПЗУ.
В последнее время, с появлением ОКМЭВМ со встроенной постоянной 
памятью (в виде FLASH или ОТР), второй вариант эмуляторов начал 
постепенно выходить из употребления. В принципе, внутрисхемный эмулятор 
Ри
сунок 62: Внутрисхемный 
эмулятор для процессоров 
фирмы Atmel 

---

156 
имеет тот же набор функций, что и программный симулятор. Приведем 
основные отличия:
• отладка возможна на реальном оборудовании (что не исключает 
возможности программной имитации окружения);
• отладка может производиться в реальном времени. 
Интересным вариантом внутрисхемной эмуляции является JTAG. В 
классических эмуляторах процессора для проведения отладки центральный 
процессор заменяется на эмулирующую головку (у ряда новых процессоров 
эмулирующую головку можно подключать непосредственно к впаянному 
кристаллу). Это приводит к необходимости ставить на плату панель под 
процессор, что уменьшает надежность системы. При использовании технологии 
JTAG, эмулятор подключается к плате через специальный технологический 
разъем. При этом процессор не вынимается. JTAG позволяет отключить ядро 
процессора и управлять шиной адреса, данных и управления напрямую. К 
сожалению, для управления всеми выводами процессора необходимо 
передавать через порт JTAG большое количество информации. Поэтому 
отладка в реальном времени (на частоте работы процессора) невозможна. 
Рисунок 63: Отладка с помощью бесплатного отладчика GDB-Insight 

---

157 
Большим достоинством JTAG является аппаратная простота эмулятора. 
Например, в самом простом случае, достаточно подключить порт JTAG к 
параллельному LPT порту обычного ПК.