Details

Цель работы — создание программной модели микросхемы ЭЛВИС 1892ВМ206 в составе фреймворка QEMU для запуска разрабатываемого программного обеспечения без необходимости доступа к физическому оборудованию. Для достижения цели решены следующие задачи: проведён анализ архитектуры микросхемы и существующих эмуляторов; выбран QEMU как наиболее гибкий и расширяемый инструмент; спроектированы и реализованы в QEMU модули центрального MIPS32-ядра. Смоделированы периферийные контроллеры — системные и интервальные таймеры, сторожевой таймер, контроллер прерываний (QSTR/MASKR), UART-порт, порт MFBSP, порты GPIO, Ethernet MAC. Организован обмен через шину AXI/sysbus с использованием MMIO и split-IRQ. Написаны Python-скрипты для визуализации состояния GPIO и GPIO_DR. Разработан комплексный тест в виде ELF-образа, который последовательно инициализирует систему, настраивает периферию, генерирует и обрабатывает аппаратные прерывания, выводит диагностические сообщения в хост-терминал. Проведено сравнение результатов работы эмулятора с данными физического прототипа, подтверждена корректность функционального поведения. Полученный эмулятор позволяет значительно ускорить разработку ПО, снизить зависимость от стендового оборудования, обеспечить детерминированное тестирование и удобно интегрируется в среду VS Code.

The aim of this work is to develop a software model of the ELVIS 1892VM206 microchip within the QEMU framework to enable execution of target software without requiring access to physical hardware. To achieve this goal, the following tasks were carried out: a detailed analysis of the 1892VM206 architecture and existing emulator solutions; selection of QEMU as the most flexible and extensible platform; design and implementation in QEMU of the central MIPS32 core module; modeling of key peripheral controllers including system and interval timers, watchdog timer, interrupt controller (QSTR/MASKR), UART port, MFBSP port, GPIO ports, and Ethernet MAC. Data exchange over the AXI/sysbus employs MMIO and a split-IRQ mechanism. Python scripts were also developed to visualize the state of GPIO and GPIO_DR registers in real time. A comprehensive test suite was created as an ELF image that sequentially initializes the emulated system, configures the peripherals, generates and handles hardware interrupts, and outputs diagnostic messages to the host terminal. A comparison of the emulator’s behavior with data from the physical prototype confirmed the correctness of its functional operation. The resulting emulator significantly accelerates embedded software development, reduces dependency on laboratory hardware, ensures deterministic testing, and integrates seamlessly with the VS Code development environment.