Imperas銷售總監Larry Lapides與我們一起討論了使用虛擬平臺的MIPS上的軟件。

當下，軟件驗證是中心議題，也使虛擬平臺成為嵌入式軟件開發、調試和測試的主流方式。若您從未使用過虛擬平臺(軟件模擬)，您可能想知道：

虛擬平臺到底可以運行多少軟件?

以下便是一個典型的軟件堆棧示例：

有了Imperas?虛擬樣機的解決方案，您可以根據需要長時間快速運行完整的軟件棧——開啟Linux或其他操作系統、試行程序和固件并運行應用程序代碼。有了Imperas指令集仿真器(ISS)，在典型的臺式電腦上預期速度可高達1000 MIPS，且Linux SMP開機速度不超過10秒。

然而，隨著SoCs向多核多處理器發展的趨勢，即使再好的仿真性能也不足以在單一的模擬中運行每10s數十億甚至數萬億的指令。為此，Imperas開發了一款虛擬平臺加速器，可充分利用主機PC上的多個x86內核：QuantumLeap。

QuantumLeap: 獨特的并行仿真加速器

QuantumLeap是一款并行仿真性能加速器，具有新的同步算法(旨在多處理器主機的多處理器目標，或MPonMP?)，可以使虛擬平臺的軟件執行速度達到最快。QuantumLeap并行仿真加速器利用運行仿真主機的多個內核，并在特定的虛擬平臺中盡可能利用多個內核。其在高達512個目標內核的虛擬平臺及高達16個內核的主機上進行測試，并支持非對稱多重處理(AMP)、對稱多重處理(SMP)和硬件加速器塊。更重要的是，QuantumLeap操作對用戶透明，沒有模型、工具或軟件更改。

實際性能指標如下所示：

目前，很多SoC硬件平臺結合了多核嵌入式處理器，或具有一個或更多內核的多處理器，加上硬件加速器，所有這些并行執行。然而，單線程虛擬平臺的即時(JIT)代碼變形仿真器不能為多核SoC進行擴展，這就為高效的嵌入式軟件開發樹立了障礙。

通過在主機中將模擬內核分配至所有可用的處理器中，QuantumLeap則消除了這個障礙。有了先進的技術確保這些內核進行有效的同步，跨多個主機處理器的模擬線性擴展是可以實現的，且對多核通訊的影響非常小。

用QuantumLeap配備虛擬平臺

虛擬平臺仿真性能的需求由兩個因素驅動。第一個便是單個軟件測試的長度。
? 在網絡服務器使用情況下,單個測試有10萬多億個要執行的指令。換言之 ,一個線程模擬需要每秒運行1億條指令,單個測試的執行時間將大于24小時。

第二個因素是安全關鍵系統的測試需求，如汽車行業。
? 在汽車行業，測試套件通常包含了成千上萬的測試，日常測試則是回歸測試的一部分。
? 當然，還有其他工具，例如在仿真環境中需要代碼覆蓋率和故障注入，以滿足測試和遵從需求。

大多數的設計為多核處理器、多個處理器，或者兩者兼有。可見，對高性能模擬性能具有很大的需求。有了Imperas虛擬平臺模擬器，隨著模擬內核不斷增加，模擬吞吐量仍可保持相對穩定。QuantumLeap可以為嵌入式軟件開發、調試和測試在虛擬平臺中提供改進的仿真技術。

QuantumLeap還可以提供一個透明的使用模型，在被測試環境下不需要對軟件做出改變，亦不需要對虛擬平臺上的模型、開發環境中的軟件工具或虛擬平臺上正在執行的軟件做出改變，并可以同時確保確定性模擬的完全執行。

QuantumLeap模擬選項支持Imperas多處理器/多核軟件開發工具包(M * SDK)功能，包括3Debug?和驗證及分析(VAP)工具。

總結

QuantumLeap先進的并行仿真算法為包含多個處理器的虛擬平臺提供強化的仿真性能。QuantumLeap并行仿真技術可以使用大量的處理器擴展主機PC。有了該技術，便可使用越來越多的處理器實例化模型來有效地模擬虛擬平臺。基準測試結果如下：
? 使用標準基準，平均性能的測量比最近的商業解決方案快15倍。
? 可觀察到，使用多核MIPS P5600 OVP模型的虛擬平臺每秒可以運行5億個指令。OVP模型則在標準3.4 GHz四核主機電腦上運行。更多信息，請訪問：

1. Imperas軟件網站： imperas.com 和
2. “并行仿真加速嵌入式軟件開發、調試和測試”，Imperas Software Ltd
公司的James Kenney、Simon Davidmann及 Larry Lapides在嵌入式世界2015上發布。
3. 開放虛擬平臺網站
4. 有關MIPS和Quantumleap的視頻
5. 其余的MIPS小樣視頻，請點擊此處。