开源模拟器 Renode 初体验

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#renode

本文介绍了开源模拟器 Renode，它可模拟微控制器、CPU 指令及外设。文中详细说明了其安装过程，包括安装 Mono、其他依赖包、下载并安装 Renode，还介绍了运行 Renode、创建 machine、查看外设、加载程序、启动和暂停模拟等操作。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

开源模拟器 Renode 初体验

Renode 是开源的模拟器，可以模拟 Cortex-M、RISC-V 等微控制器，不仅可以模拟 CPU指令，还可以模拟外设，甚至可以模拟板载的外设。官网：https://renode.io/ 。指令模拟器使用 C 语言编写，外设模拟器使用 C# 语言编写，兼顾了运行效率和开发效率。

https://blog.youkuaiyun.com/zoomdy/article/details/95445329
zoomdy at 163 dot com

环境：

$ uname -a
Linux vbox 4.10.0-28-generic #32~16.04.2-Ubuntu SMP Thu Jul 20 10:19:48 UTC 2017 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

安装

安装 Mono

sudo apt update
sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 3FA7E0328081BFF6A14DA29AA6A19B38D3D831EF
sudo apt install apt-transport-https ca-certificates
echo "deb https://download.mono-project.com/repo/ubuntu stable-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mono-official-stable.list
sudo apt update
sudo apt install mono-complete

安装 Mono 快结束时有个预编译的过程，这需要花费是十几分钟的时间。

参考：

安装其它依赖包

sudo apt-get install policykit-1 libgtk2.0-0 screen uml-utilities gtk-sharp2 libc6-dev

下载 Renode

打开下载页面 https://github.com/renode/renode/releases/latest ，下载 renode_1.7.1_amd64.deb。

安装 Renode

sudo dpkg -i renode_1.7.1_amd64.deb

运行 Renode

命令行输入 renode 运行。

renode

运行之后，renode 会开启新的命令窗口用作renode 命令输入，原来的命令行窗口作为renode的日志输出窗口使用。

创建 machine

以下命令均在 renode 命令窗口输入。

创建机器，然后加载平台描述文件，这里是 STM32F4Discovery开发板的平台描述文件。

mach create
machine LoadPlatformDescription @platforms/boards/stm32f4_discovery-kit
.repl

查看外设

输入 peripherals 命令查看外设。

(machine-0) peripherals 
Available peripherals:
  sysbus (SystemBus)
  │   
  ├── can0 (STMCAN)
  │     <0x40006400, 0x400067FF>
  │       
  ├── cpu (CortexM)
  │     Slot: 0
  │       
  ├── dma1 (STM32DMA)
  │     <0x40026000, 0x400263FF>
  │       
  ├── dma2 (STM32DMA)
  │     <0x40023400, 0x400237FF>
  │       
  ├── ethernet (SynopsysEthernetMAC)
  │   │ <0x40028000, 0x400293FF>
  │   │   
  │   ├── phy (EthernetPhysicalLayer)
  │   │     Address: 0
  │   │       
  │   └── phy1 (EthernetPhysicalLayer)
  │         Address: 1
  │           
  ├── exti (EXTI)
  │     <0x40013C00, 0x40013FFE>
  │       
  ├── flash (MappedMemory)
  │     <0x08000000, 0x081FFFFF>
  │       
  ├── fscmBank1 (MappedMemory)
  │     <0x60000000, 0x6FFFFFFF>
  │       
  ├── gpioPortA (STM32F4GPIOPort)
  │   │ <0x40020000, 0x400203FF>
  │   │   
  │   ├── UserButton (Button)
  │   │       
  │   ├── externalButton (Button)
  │   │       
  │   └── externalLed (LED)
  │           
  ├── gpioPortB (STM32F4GPIOPort)
  │     <0x40020400, 0x400207FF>
  │       
  ├── gpioPortC (STM32F4GPIOPort)
  │     <0x40020800, 0x40020BFF>
  │       
  ├── gpioPortD (STM32F4GPIOPort)
  │   │ <0x40020C00, 0x40020FFF>
  │   │   
  │   └── UserLED (LED)
  │           
  ├── gpioPortE (STM32F4GPIOPort)
  │     <0x40021000, 0x400213FF>
  │       
  ├── gpioPortF (STM32F4GPIOPort)
  │     <0x40021400, 0x400217FF>
  │       
  ├── nvic (NVIC)
  │     <0xE000E000, 0xE000EFFF>
  │       
  ├── rng (STM32F4_RNG)
  │     <0x50060800, 0x50060BFF>
  │       
  ├── rom (MappedMemory)
  │     <0x1FFF0000, 0x1FFFFFFF>
  │       
  ├── spi1 (STM32SPI)
  │     <0x40013000, 0x400133FF>
  │       
  ├── spi2 (STM32SPI)
  │     <0x40003800, 0x40003BFF>
  │       
  ├── spi3 (STM32SPI)
  │     <0x40003C00, 0x40003FFF>
  │       
  ├── sram (MappedMemory)
  │     <0x20000000, 0x2003FFFF>
  │       
  ├── uart1 (STM32_UART)
  │     <0x40011000, 0x400110FF>
  │       
  ├── uart2 (STM32_UART)
  │     <0x40004400, 0x400044FF>
  │       
  ├── uart3 (STM32_UART)
  │     <0x40004800, 0x400048FF>
  │       
  ├── uart4 (STM32_UART)
  │     <0x40004C00, 0x40004CFF>
  │       
  └── uart5 (STM32_UART)
        <0x40005000, 0x400050FF>

加载程序

机器创建好了以后，就可以用 LoadELF 命令加载程序了。

sysbus LoadELF @http://antmicro.com/projects/renode/stm32f4discovery.elf-s_445441-827a0dedd3790f4559d7518320006613768b5e72

启动模拟器

输入 start 命令启动模拟器。

start

暂停模拟

pause

参考

官方帮助文件：https://renode.readthedocs.io/en/latest/

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UART1_ITConfig(UART1_IT_RXNE, ENABLE); // 使能接收中断 UART1_Cmd(ENABLE); // 设置UART1接收中断为最高优先级 (0级) ITC_SetSoftwarePriority(ITC_IRQ_UART1_RX, ITC_PRIORITYLEVEL_0); } // TIM4配置 (1ms中断) void TIM4_Config(void) { TIM4_TimeBaseInit(TIM4_PRESCALER_128, 125); // 16MHz/128=125kHz, 125分频=1ms TIM4_ITConfig(TIM4_IT_UPDATE, ENABLE); TIM4_Cmd(ENABLE); // 设置TIM4中断为中等优先级 (2级) ITC_SetSoftwarePriority(ITC_IRQ_TIM4_OVF, ITC_PRIORITYLEVEL_2); } // TIM2配置 (2kHz PWM) void TIM2_Config(void) { // 配置PD3为TIM2 CH2输出 GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_3, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST); TIM2_TimeBaseInit( TIM2_PRESCALER_8, // 16MHz/8=2MHz 1000 - 1 // 2MHz/1000=2kHz ); // 配置通道2 PWM模式 TIM2_OC2Init( TIM2_OCMODE_PWM1, // PWM模式1 TIM2_OUTPUTSTATE_ENABLE, 560, // 初始占空比56% (1000*0.56=560) TIM2_OCPOLARITY_HIGH // 高电平有效 ); TIM2_OC2PreloadConfig(ENABLE); TIM2_ARRPreloadConfig(ENABLE); TIM2_Cmd(ENABLE); } void updatePWM(uint8_t brightness) { // 确保亮度在1-99范围内 if (brightness < 1) brightness = 1; if (brightness > 99) brightness = 99; uint16_t duty_cycle = brightness * 10; // 计算占空比值 (0.01% * 1000 = 10, 10% * 1000 = 100, 99% * 1000 = 990) TIM2_SetCompare2(duty_cycle); // 更新PWM占空比 } // 发送字符串函数 void UART1_SendString(const char* str) { while (*str) { UART1_SendData8(*str++); while (UART1_GetFlagStatus(UART1_FLAG_TXE) == RESET); } } // 轻量级整数转字符串 static void u8_to_str(uint8_t val, char* buf) { if (val >= 100) { *buf++ = '0' + val / 100; val %= 100; } if (val >= 10 || buf[-1] != '\0') { *buf++ = '0' + val / 10; } *buf++ = '0' + val % 10; *buf = '\0'; } // 发送亮度状态信息（内存优化版） void sendBrightnessStatus(uint8_t brightness) { // 使用静态缓冲区减少栈使用 static char temp[20] = "$IIDDC,,"; char* p = temp + 9; // 指向亮度值位置 // 添加亮度值 u8_to_str(brightness, p); p += strlen(p); // 添加固定后缀 const char suffix[] = ",,R*"; memcpy(p, suffix, sizeof(suffix) - 1); p += sizeof(suffix) - 1; // 计算校验和 uint8_t cs = calculateChecksum(temp + 1); // 跳过$ *p++ = "0123456789ABCDEF"[cs >> 4]; *p++ = "0123456789ABCDEF"[cs & 0x0F]; *p++ = '\r'; *p++ = '\n'; *p = '\0'; UART1_SendString(temp); } // 十六进制字符转数值 uint8_t hexCharToByte(char c) { if (c >= '0' && c <= '9') return c - '0'; if (c >= 'A' && c <= 'F') return c - 'A' + 10; if (c >= 'a' && c <= 'f') return c - 'a' + 10; return 0; } // 解析亮度控制命令（无sscanf版） uint8_t parseBrightnessCommand(const char* cmd) { // 基本格式检查 if (cmd[0] != '$' || strlen(cmd) < 15) return 0; // 查找星号位置 const char* star_pos = strchr(cmd, '*'); if (!star_pos || star_pos - cmd < 12 || strlen(star_pos) < 3) return 0; // 提取校验和 uint8_t expected_checksum = (hexCharToByte(star_pos[1]) << 4); expected_checksum |= hexCharToByte(star_pos[2]); // 计算实际校验和 uint8_t actual_checksum = 0; const char* ptr = cmd + 1; // 跳过$ while (ptr < star_pos) { actual_checksum ^= *ptr++; } // 校验和验证 if (actual_checksum != expected_checksum) return 0; // 跳过命令前缀 ptr = cmd + strlen("$ECDDC,,"); uint8_t value = 0; // 解析亮度值 while (*ptr >= '0' && *ptr <= '9') { value = value * 10 + (*ptr - '0'); ptr++; } // 值范围检查 if (value < 1 || value > 99) return 0; brightness = value; return 1; } // TIM4中断服务程序 (1ms定时) INTERRUPT_HANDLER(TIM4_UPD_OVF_IRQHandler, 23) { TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE); if (++ms_counter >= 1000) { // 1秒到达 ms_counter = 0; flag_1s = 1; if (++sec_count >= 30) { // 30秒到达 sec_count = 0; flag_30s = 1; } } } // UART1接收中断服务程序 INTERRUPT_HANDLER(UART1_RX_IRQHandler, 18) { char c = UART1_ReceiveData8(); // 读取接收到的字符 // 处理缓冲区溢出 if (UART1_GetITStatus(UART1_IT_RXNE) == SET){ if (rx_index >= RX_BUF_SIZE - 1) { rx_index = 0; // 缓冲区溢出，重置 } rx_buf[rx_index++] = c; // 存储字符 // 检查是否收到完整命令 (以换行符结束) if (c == '\n') { rx_buf[rx_index] = '\0'; // 终止字符串 if (strstr(rx_buf, target_cmd) != NULL) { // 检查是否收到PIREQ命令 flag_pireq_received = 1; } else if (strstr(rx_buf, brightness_cmd_prefix) != NULL) { // 检查是否收到亮度控制命令 flag_brightness_received = 1; } rx_index = 0; // 重置接收缓冲区 } } } void main(void) { CLK_Config(); UART1_Config(); TIM2_Config(); TIM4_Config(); rx_index = 0; rx_buf[0] = '\0'; // 启用全局中断 rim(); while (1) { if (flag_pireq_received) { flag_pireq_received = 0; UART1_SendString("$PFEC,pidat,0,MU-190*69\r\n"); UART1_SendString(fixedMsg); UART1_SendString("$PFEC,pidat,1,2651020-01.03*56\r\n"); UART1_SendString("$PFEC,pidat,3,001822*6E\r\n"); } if (flag_brightness_received) { flag_brightness_received = 0; if (parseBrightnessCommand(rx_buf)) { updatePWM(brightness); sendBrightnessStatus(brightness); } rx_index = 0; } if (flag_1s) { flag_1s = 0; UART1_SendString(fixedMsg); } if (flag_30s) { flag_30s = 0; sendBrightnessStatus(brightness); } } } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval : None */ void assert_failed(u8* file, u32 line) { /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* Infinite loop */ while (1) { } } #endif /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/ 我现在编译没错了，但是手头上没有硬件，有没有别的办法测试代码
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