JPS6349851A - シミユレ−シヨンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、プロセッサにより、制御プログラムに従っ
て１以上のハードウェアを制御するようにしてなるシス
テムの動作の模擬を行うためのシミュレーションシステ
ムに関する。

［従来の技術］ 近年、ロボットシステムのように、プロセッサ（例えば
マイクロプロセッサ）により、制御プログラムに従って
１以上のハードウェアを制御するようにしてなるシステ
ムが多くなっている。

このようなシステムの開発において、従来は、制御プロ
グラムと、それにより制御されるハードウェアのテスト
およびデバッグを、それぞれの開発段階で別々に行って
いる。

具体的には、ハードウェアに関しては、大Ｊ（°１計算
機システｌ、−にでソフトウェアにより実現されるシミ
ュレーションシステムを用い、論理定義データによって
ハードウェアの論理を定義するとともに、予め予測して
別途作成した入力データ（プロセッサの出力データ、換
言すれば制御プログラムからの出力データ）を入力し、
ハードウェアの動作を模擬させることにより、ハードウ
ェアのテストとデバッグを行っている。

同様に、制御プログラムに関しては、大型計算機システ
ム上でソフトウェアにより実現されるシミュレーション
システムを用い、予め予測して別途作成したハードウェ
アからの入力データを入力し、プロセッサによる制御プ
ログラムの実行動作を模擬させることにより、制御プロ
グラムのテストとデバッグを行っている。

［解決しようとする問題点コ しかし、ハードウェアに関しては、ハードウェア９１体
の動作の模擬を充分に行うことができても、制御プログ
ラムとの絡みの充分な模擬は不可能であるため、システ
ムの実機環境におけるハードウェアのテストとデバッグ
の完璧を期すことは困難である。

また、制御プログラムに関しては、そのテストとデバッ
グを完全に行うには、実際のハードウェアからの入力デ
ータ（ハードウェアの状態）の時間的変化に対応させて
、時間と関連付けた入力データを川、コ（する必要があ
るが、その入力データの作成が容易でない。

しかも、用意できる人力データにはおのずと限界がある
ので、ハードウェア側のあらゆる状態に関連させて；ｂ
ｑ　ａプログラムのテストとデバッグを完全に行うこと
は実際上不可能であった。

このようなことから、別個に行った模擬によってハード
ウェアおよび制御プログラムの正常性が確認されても、
システムの開発の最終段階で、実際にハードウェアとプ
ロセッサとを接続して制御プログラムを走らせると、直
ちにシステムが正常に動作することは稀であり、殆どの
場合、制御プログラムまたはハードウェアの手直しが必
要となる。

［発明の目的］ したがって、この発明の目的は、そのような従来の問題
点を解決すべく、対象としているシステムの実機環境と
同等な環境において、そのハードウェアの動作および制
御プログラムの実行動作の模擬を行うことができるシミ
ュレーションシステムを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記従来の問題点を解決して前記目的を達成するために
、この発明によるシミュレーションシステムは、プロセ
ッサにより制御プログラムに従って１以上のハードウェ
アを制御するようにしてなる対象システムの動作の模擬
を行うためのものであって、論理定義データによって論
理を定義された前記ハードウェアの動作の模擬を行うた
めのハードウェアシミュレータ手段と、前記プロセッサ
による前記制御プログラムの実行動作を模擬するための
プログラムシミュレータ手段とををし、前記プログラム
シミュレータ手段および前記ハードウェアシミュレータ
手段により、相互に前記ハードウェアおよび前記プロセ
ッサとの間のＩ／Ｏデータおよび同期用の時間情報をそ
れぞれ交換しつつ、前記プロセンサによる前記制御プロ
グラムの実行動作の模擬および前記ハードウェアの動作
の模擬を相互に同期をとりながら並行して行う構成とさ
れるものである。

［作用コ このように、この発明のシミュレーションシステムにお
いては、ハードウェアと制御プログラムがそれぞれ独立
に模擬されるのではなく、ハードウェアシミュレータ手
段とプログラムシミュレータ手段との間でＩ／Ｏデータ
を交換させつつ、ハードウェアの動作と制御プログラム
の実行動作との模擬が同期をとりながら実行される。

つまり、プログラムシミュレータ手段は、予め用意され
たハードウェアからの入力データを用いて模擬を行うの
ではなく、ハードウェアシミュレータ手段により模擬さ
れたハードウェアからの入力データを用いて制御プログ
ラムの模擬実行を行う。

同様に、ハードウェアシミュレータ手段は、予め用意さ
れた人力データを用いて模擬を行うのではなく、プログ
ラムシミュレータ手段により模擬されたプロセッサ（も
しくは制御プログラム）からの入力データを用いて、ハ
ードウェアの動作の模擬を行う。

このように、この発明のシミュレーションシステムによ
れば、対象システムの実機環境とほぼ同じ条件ドにて、
ハードウェアの動作および制御プログラムの模擬実行を
行い、ハードウェアと制御プログラムとの絡みとタイミ
ングも含めてハードウェアおよび制御プログラムのテス
トとデバッグを行うことができる。

また、従来のように、ハードウェアおよび制御プログラ
ムのテストおよびデバッグのための人指の入力データを
予め作成する必要がないので、システムのテストとデバ
ッグを効率的に行うことができる。

［実施例コ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、この発明のシミュレーンヨンシステムの機能
的構成を簡略化して示す概略ブロック図である。第２図
は、このシミュレーンヨンシステムが実現される計算機
システムの簡略化したシステム構成図である。

まず、第２図において計算機７ステムについて説明すれ
ば、■はメモリであり、これにはシステムバス２を介し
て中央演算処理装置（ＣＰＵ）３およびチャネル４が接
続されている。チャネル４には、ディスク制御装置５を
介して磁気ディスク装置６が接続されている。

各部の機能などは標準的であるから、その説明は割愛す
る。

つぎに、第１図を参照して、このシミュレーションシス
テムについて説明するが、これは前記計算機システム−
１−でソフトウェアによって実現されるので、以下の説
明において第２図も適宜参ｊｊ（ｌする。

／Ｏは対象７ステムのハードウェアの動作を模擬するた
めのハードウェアシミュレータである。

このハードウェアシミュレータ／Ｏは計算機システム−
１−でソフトウェアによって実現されるものてあり、そ
のためのプログラムはある磁気ディスク装置６からメモ
リ１の特定領域にロードされＣＰＵ３により実行される
。

１２はハードウェアシミュレータ／Ｏのデータファイル
としての論理定義ファイルであり、対象システムのハー
ドウェアの論理定義データを格納している。この論理定
義ファイル１２は、実際にはある磁気ディスク装置６が
割り当てられる。この論理定義データは、模擬開始に先
立って論理定義ファイル１２よりメモリ１の特定領域に
ロードされる。

１４はプログラムシミュレータであり、これは対象シス
テムのプロセッサによる制御プログラムの実行動作を模
擬するためのものである。このプログラムシミュレータ
１４は計算機システム−ｌユでソフトウェアによって実
現されるものであり、そのためプログラムはある磁気デ
ィスク装置６からメモリ１の特定領域にロードされてＣ
ＰＵ３により実行される。

１６はプログラムシミュレータ１４のデータファイルと
してのプログラムファイルであり、対象システムの；し
制御プログラムを格納している。このプログラムファイ
ル１６は、実際には、ある磁気ディスク装置６が割り当
てられる。この制御プログラムも、その模擬実行に先立
ってプログラムファイル１６よりメモリ１の特定領域に
ロードされる。

ハードウェアシミュレータ／Ｏとプログラムシミュレー
タ１４との間では、ハードウェアからプロセッサへの入
力データ１８とプロセッサからの出力データ２０（両方
をＩ／Ｏデータと総称することがある）および時間情Ｎ
２２が交換される。

この時間情報２２は、ハードウェアシミュレータ／Ｏに
よる模擬動作とプログラムシミュレータ１４による模擬
動作との同期をとるために必妥なものである。

通常、ハードウェアシミュレータ／Ｏとプログラムシミ
ュレータエ４は模擬実行速度がかなり違うので、そのよ
うな同期化の１段が必要となるわけである。

前記時間情報２２を得るために、例えば各シミュレータ
ｔｏ、１４に、その起動時から動作を開始するソフトウ
ェア時計が用、コ−こされている。ただし、ＣＰＵ３の
内蔵する実１１，５間時計機構を利用し、各シミュレー
タｔｏ、１４からそれを参照することによって、時間情
報２２の交換をＪ−＋Ｚうようにしてもよい。

２４はハードウェアシミュレータ／Ｏおよびプログラム
シミュレータ１４の起動、停市などの制御を行う制御部
である。この制御部２４ち、実際には計算機システムＬ
でソフトウェアによって実現されるものである。

以下、このシミュレーンＨンシステムによる模擬動作に
ついて説明する。

制御部２４によって各シミュレータ／Ｏ．１４が起動さ
れると、同時にＩ／Ｏデータ（１８，２０）および時間
情報２２も初期化され、模擬動作が始まる。この起動は
、対象システムの電源没入に札１当する。

なお、計算機システムのハードウェア４〕の制約から、
実際には、各シミュレータを実現するためのプログラム
はＣＰＵ３によって時分割的に実行されるが、説明を簡
単にするために、各シミュレータは起動後、連続的に動
作するものとして説明する。

起動したプログラムシミュレータ１４は、制御プログラ
ム（起動に先立ち、プログラムファイル１６からメモリ
１にロードされている）の命令を１語ずつ解釈し、計算
機システムのハードウェア資源を利用して模擬的に実行
する。

そして、アクセスアドレスから対象としているハードウ
ェアに対するＩ／Ｏ命令を検出した場合、その命令がハ
ードウェアからのデータ入力の命令であれば入力データ
１８を読込み、制御プログラムに渡す。逆に、ハードウ
ェアに対するデータ出力の命令の場合、そのデータを出
力データ２０としてハードウェアシミュレータ／Ｏへ渡
ス。

また、このような模擬実行中に、プログラムシミュレー
タ１４は、時間情報２２を参照することによってハード
ウェアシミュレータ／Ｏによす模擬されているハードウ
ェアの動作状況を把握し、制御プログラムの模擬実行と
ハードウェアシミュレータ／Ｏによるハードウェア動作
の模擬との同期をとる。

他方、ハードウェアシミュレータ／Ｏは、論理定義デー
タ（起動に先立ち、論理定義ファイル１２からメモリ１
にロードされている）によって定義されたハードウェア
の論理に従って、プログラムシミュレータ１４の出力デ
ータ２０に対応したハードウェアの動作を模擬し、ハー
ドウェアの出力信号のビット情報をバイトデータに編集
し、そのデータを入力データ１８としてプログラムシミ
ュレータ１４へ渡す。

また、ハードウェアシミュレータ／Ｏは、模擬動作中に
時間情報２２を参照することによって、プログラムシミ
ュレータ１４による制御プログラムの模擬実行動作の状
況を認識し、ハードウェアの模擬動作と制御プログラム
の模擬実行動作との同期をとる。

このようにして、ハードウェア／Ｏおよびプログラムシ
ミュレータ１４により、対象システムの実機と同様な環
境で、ハードウェア動作および制御プログラム実行動作
の模擬が行われる。

以上、一実施例について説明したが、この発明はそれだ
けに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲内で様々に変形して実施し得るものである。

［発明の効果コ 以−り説明したように、この発明によれば、プログラム
シミュレータ手段により、予め用意されたデータではな
く、ハードウェアシミュレータ手段により模擬されたハ
ードウェアからの入力データを用いて制御プログラムの
模擬実行を行い、また、ハードウェアシミュレータ手段
により、予め用意されたデータではなく、プログラムシ
ミュレータ手段により模擬されたプロセッサ（または制
御プログラム）からの入力データを用いて、ハードウェ
アの動作の模擬を行い、さらに、時間情報によって各シ
ミュレータ手段による模擬動作の同期をとる構成であっ
て、対象システムの実機環境とはぼ同じ条件下にて、ハ
ードウェアの動作および制御プログラムの模擬実行を行
うシミュレーションシステムを実現できる。

このように、この発明によれば、実際のハードウェアが
完成する前に、ハードウェアと制御プログラムとの絡み
とタイミングも含めてハードウェアおよび制御プログラ
ムのテストとデバッグを完１ｔ！に行うことができる。

したがって、従来のようなシステムの開発の最終段階で
のハードウェアまたは制御プログラムの手直しは殆ど必
要でなくなり、システム開発の効率化を達成できる。

また、テストおよびデバッグのための大量の入力データ
を予め作成する必要がないので、システムのテストとデ
バッグを効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のシミュレーションシステムの一実
施例の機能的構成を簡略化して示す概略ブロック図、第
２図はそのシミュレーションシステムが実現される計算
機システムの簡略化したシステム構成図である。 ／Ｏ・・・ハードウェアシミュレータ、１２・・・論理
定義ファイル、１４・・・プログラムシミュレータ、１
６・・・プログラムファイル、１８・・・人力データ、
２０・・・出力データ、２２・・・時間情報。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プロセッサにより、制御プログラムに従って１以
   上のハードウェアを制御するようにしてなる対象システ
   ムの動作の模擬を行うためのシミュレーションシステム
   であって、論理定義データによって論理を定義された前
   記ハードウェアの動作の模擬を行うためのハードウェア
   シミュレータ手段と、前記プロセッサによる前記制御プ
   ログラムの実行動作を模擬するためのプログラムシミュ
   レータ手段とを有し、前記プログラムシミュレータ手段
   および前記ハードウェアシミュレータ手段により、相互
   に前記ハードウェアおよび前記プロセッサとの間のＩ／
   Ｏデータおよび同期用の時間情報をそれぞれ交換しつつ
   、前記プロセッサによる前記制御プログラムの実行動作
   の模擬および前記ハードウェアの動作の模擬を相互に同
   期をとりながら並行して行うようにしてなるシミュレー
   ションシステム。