11、代码模拟与时间测量技术解析

代码模拟与时间测量技术解析

1. 代码模拟概述

代码模拟在软件开发中扮演着重要角色，尤其是在嵌入式软件领域。在一些编译器附带的指令集模拟器中，准确的时间模拟通常并非其主要关注点。这些模拟器往往不模拟流水线、缓存以及外设（如定时器、MPU 和调试模块等），基于此类模拟器的时间分析相应地较为模糊。

1.1 简单示例

以下是一个简单的程序，它返回值 42：

int main(void)
{
    return 40 + 2;
}

这个程序在命令行编译后传递给模拟器（如 Wind River 的 RTASIM for the PowerPC），模拟器的输出仅报告主函数的返回值和执行的机器指令总数。

1.2 代码模拟的用例

为了使单元测试更接近真实目标系统，同时避免在真实硬件上运行测试，可以将测试代码为目标处理器编译，然后使用代码模拟器执行。在此过程中，存储每个测试执行的指令数量是很有用的。通过对单元测试环境进行最小扩展，可以获得关于被测试函数运行时要求（更准确地说是 CET）的基本信息。

如果在项目过程中系统地、自动地记录这些值，它们可以很好地指示被测试函数的净运行时间。将这些模拟值与测量值进行比较，就能进行简单且经济高效的运行时分析，清晰地了解函数的净运行时间。

建议在软件更改后的测试过程中，自动监控与先前版本运行时间的差异。例如，如果运行时间增加了 x%，则发出警告。如果增加是由于额外功能导致的，那么一切可能正常，新的参考运行时间也会相应提高。但如果是由于错误的“代码修饰”措施导致函数运