SkyEye，中文全称天目全数字实时仿真软件，是基于可视化建模的硬件行为级仿真平台，支持用户通过拖拽的方式对硬件进行行为级别的仿真和建模。

SkyEye目前支持主流的嵌入式硬件平台，可以运行主流的操作系统，此外还能适配国内自主研发的操作系统天脉。通过利用基于LLVM的动态二进制翻译技术，使虚拟处理器在典型的桌面计算机上运行速度可以达到2000MIPS以上。

▲图1：利用虚拟原型来降低产品的周期和成本

▲图2：4个PowerPC运行4个天脉操作系统的截图

SkyEye可与第三方语言或者模型集成

目前已实现SkyEye与SystemC集成进行时序仿真，以及SkyEye与MATLAB或者Simulink集成进行多领域协同仿真。

▲图3：MATLAB与SkyEye连接图

基于可视化图形的硬件建模

基于可视化图形的硬件建模，有效降低了硬件工程师和软件工程师之间的沟通成本。软件工程师可以不依赖于硬件工程师，而根据需要对硬件的配置进行改动。通过这种可视化图形的硬件建模方式，软件人员能够快速搭建硬件模型，并在硬件模型上运行和调试与真实硬件相同的二进制文件，可大大缩短产品研发周期，提高软件调试效率。

▲图4：基于可视化图形的硬件建模

容器化的仿真平台

传统的以虚拟机为最小资源调度单位的模式出现资源利用率低、配置复杂等一系列问题。为适应云计算服务的不断发展，SkyEye支持Docker容器化部署，将配置无误的SkyEye环境封装到Docker，用户可直接加载Docker来运行仿真环境。Docker容器可以随时开随时关，非常适合动态扩容和缩容，使得SkyEye可以弹性的部署在云平台上。同时，通过多个容器，一台机器可以跑多个服务，部署多个SkyEye Docker仿真出多个处理器架构模型。SkyEye Docker不仅支持终端模式输出，还支持Telnet模式，可通过端口映射的方式访问串口的输出数据。

▲图5：SkyEye Docker部署原理

FPGA协同仿真

SkyEye实现了与虚拟FPGA的协同仿真，可以支持UVM的验证方法。虚拟的FPGA通过协同仿真总线与SkyEye相连，用户可以自主的控制仿真运行速度，提高较大规模嵌入式系统的测试效率。SkyEye本身是多架构的功能级别仿真平台，且有丰富的调试功能，可以对多核的嵌入式系统进行调试。

▲图6：SkyEye与虚拟FPGA协同仿真

模拟全系统环境由Core i7管理组合控制DD加电、发射等一系列运行过程。整个全系统环境包含管理组合Core i7应用程序，发控系统应用程序，弹上机系统应用程序以及Windows下的火控模拟器。

▲图7：SkyEye高速飞行器仿真案例

SkyEye卫星仿真案例

超实时仿真子系统是一套基于SPARC处理器的姿轨控嵌入式软件的开发、仿真和验证平台，支持和外部Simulink仿真模型的协同仿真，实现全数字高速闭环仿真运行，用于姿轨控软件的开发调试、系统测试。

▲图8：SkyEye卫星仿真案例

SkyEye载荷软件仿真案例

SkyEye实现了AT697、龙芯等嵌入式处理器的空间站载荷软件的全数字软件仿真，可使代码在软件仿真平台上虚拟运行，同时支持代码质量分析等测试任务。

▲图9：SkyEye载荷软件仿真案例

SkyEye大规模航电系统仿真案例

SkyEye为综合航空电子系统（ICP）提供多机多功能目标系统搭建的环境，可以采用分布式部署方式，通过多路传输数据总线把多种机载电子分系统交联在一起，能实现信息的测量、采集、传输、处理、监控和显示功能，并完成飞行控制、发动机控制、导航、性能管理等任务。

▲图10：SkyEye大规模航电系统仿真案例

SkyEye飞行器显控系统GPU仿真案例

机载显控系统承担着航电系统的集中显示和任务管理功能，使得飞行员能高效获得并管理所需信息，有效减少飞行员工作负荷。在开发设计阶段就对显控系统进行仿真，可以有效地减少飞机航电系统的设计周期。

飞行器显控系统JM7200仿真通过截获目标程序调用OpenGL的API并转译到宿主机上运行的方式实现，本质是调动了宿主机的GPU能力对目标机的GPU进行半虚拟化仿真。JM7200是国产GPU，不仅可满足更高性能的嵌入式系统要求，还可用于台式计算机、笔记本计算机等桌面系统的显示要求。

SkyEye将目标机OpenGL库替换为encoder编码库，将目标程序进行重编译。在目标程序运行OpenGL库的API时进行监视并缓存调用信息，同时调用解码器decoder进行解码后在宿主机上运行，从而达到GPU图像仿真的效果。该方案可移植性强，只要是基于OpenGL库开发的应用程序和支持OpenGL的GPU均可仿真，且由于OpenGL库向下兼容的特性，具有很强的兼容性。

▲图11：SkyEye 运行 OpenGL demo