Эмулятор железа

[CityAceE]

Наверное, я сейчас спрошу какую-то глупость, но меня давно мучает вопрос. А почему нет (или всё-таки есть?) эмуляторов, которые эмулируют не поведение компьютера в целом, а отдельно каждый его элемент и далее взаимодействие этих элементов между собой? Что-то типа ПЛИС, но полностью в софтовом виде.

[Advertiser]

[ivagor]

Главный ограничивающий фактор - быстродействие процессоров.

[ZX_NOVOSIB]

Главный ограничивающий фактор - быстродействие процессоров.

даже i7 не хватит?

[s_kosorev]

Любой hdl симулятор, только 1 секунду компьютера он будет просчитывать может 15 минут а может пару часов, зависит от сложности что и на чем моделируют

[svofski]

Я могу заблуждаться, давно не заглядывал внутрь, но по-моему MAME модульный и примерно так как раз и устроен.

Если применить совсем железячный подход, можно скомпилировать Verilog в С++ Verilator-ом и получить нативный бинарник для своей любимой архитектуры. Быстродействие может получиться терпимым, сейчас компы быстрые. Это само по себе не гарантия правильности, конечно же.

[Spectramine]

Я могу заблуждаться, давно не заглядывал внутрь, но по-моему MAME модульный и примерно так как раз и устроен.

Такой эмулятор бы дико тормозил, так что вряд ли.

[svofski]

OP не озвучил уровень детализации, на котором он хотел бы остановиться, поэтому все поняли по своему. Я разумеется не имею ввиду эмуляцию устройств на уровне транзисторов. ivagor и Conan уже озвучили приблизительные оценки производительности и трудности связанные с таким низкоуровневым моделированием. И всегда можно взять уровнем ниже.

Такой эмулятор бы дико тормозил, так что вряд ли.

Я это понял с более прагматичной позиции эмуляции законченных логических блоков.
Вот пример 8253 из MAME pit8253.h
И вот как выглядит например Вектор-06ц, он просто собран из типовых деталей: vector06.h vector06.cpp
Разумеется это не то же самое, что принципиальная схема, но это очень близко. Настолько близко, что при большом желании можно провернуть фарш назад, получить из этого Верилог и синтезировать его для ПЛИС.

Бихевиоральное описание на Верилоге можно скомпилировать Verilator-ом, оно не будет таким тормозным, как описание на уровне транзисторов. Но в нем будут все те же оговорки, что и для описания чипов "как в MAME" -- могут быть ошибки, или вольности в интерпретации неполной документации.

[Spectramine]

Я это понял с более прагматичной позиции эмуляции законченных логических блоков.
Вот пример 8253 из MAME pit8253.h
И вот как выглядит например Вектор-06ц, он просто собран из типовых деталей: vector06.h vector06.cpp
Разумеется это не то же самое, что принципиальная схема, но это очень близко. Настолько близко, что при большом желании можно провернуть фарш назад, получить из этого Верилог и синтезировать его для ПЛИС.

Все же уровень абстракции/эмуляции "счетчики, значения, логические сигналы" повыше, чем "логические элементы/транзисторы/конденсаторы", который, как я предполагал, имелся ввиду. А так без разделения на логические блоки, соответствующие функциональным блокам устройства, вообще сложно написать эмулятор, а уж многоплатформенный эмулятор и подавно.

- - - Добавлено - - -

Тогда следующий вопрос. А существуют ли в природе эмуляторы, которые эмулируют процессор не симулируя поведение каждой отдельно взятой команды, а эмитируя обработку битов, выставленных на адресной шине и шине данных и других сигналов.

Видимо, имелось ввиду "имитируя".

Немного поясню. У меня за плечами несколько эмуляторов разных процессоров, написанных с нуля. Везде я использовал один и тот же подход: берём байт из памяти и переходим на подпрограмму, соответствующую команде, зашифрованной этим байтом или их последовательностью, а эта подпрограмма уже меняет значение регистров и флагов в соответствии с документацией. Таким образом, при таком подходе нет места каким-то недокументированным командам, если только не написать соответствующие подпрограммы. А хочется чтобы эмулятор процессора пусть и не потранзисторно, но как-то на более низком уровне обрабатывал поступающую информацию, чтобы, например, недокументированные команды и другое недокументированное поведение работаю автоматически. В общем, чтобы написать эмуляцию процессора, а все возможные команды заработали автоматически и максимально правильно (идеально).

Чтобы эмулятор процессора автоматически правильно исполнял недокументированные команды, он должен имитировать работу процессора на схемном уровне (отдельных транзисторов/логических элементов). А такой эмулятор будет очень медленным.

[[bETA]mEN]

Наверное, я сейчас спрошу какую-то глупость, но меня давно мучает вопрос. А почему нет (или всё-таки есть?) эмуляторов, которые эмулируют не поведение компьютера в целом, а отдельно каждый его элемент и далее взаимодействие этих элементов между собой? Что-то типа ПЛИС, но полностью в софтовом виде.

типа такого?

https://github.com/iaddis/metalnes

[ivagor]

Тут можно почитать про оценку быстродействия