Qu’est-ce qu’un émulateur ?
Un émulateur est un logiciel ou un matériel qui émule le comportement d’un matériel ou d’un logiciel.
Utilisations des émulateurs
Un exemple d’émulateur couramment utilisé est un émulateur logiciel, nécessaire pour exécuter des applications Android OS sur un smartphone à partir d’un PC Windows OS.
Les émulateurs matériels comprennent, par exemple, les émulateurs utilisés pour déboguer le développement de programmes pour les appareils dotés de microcontrôleurs.
Principe des émulateurs
Bien que le matériel informatique et les logiciels semblent être deux choses différentes, la différence réside dans le fait que le même contenu est exécuté dans le matériel ou dans les logiciels.
Les programmes créés dans des langages de programmation visuels ou des langages de haut niveau sont également exécutés dans du matériel et sont donc finalement convertis en langage machine, qui s’exprime en termes de 0 et de 1. D’autre part, tous les circuits à l’intérieur du matériel, qui ne peuvent traiter que des 0 et des 1, consistent en des circuits logiques qui réalisent la loi de Morgan. Toutes les opérations numériques sont également traitées par les mêmes circuits.
Cela signifie que le logiciel et le matériel traitent une combinaison d’opérations logiques 0 et 1 dans des réalisations différentes. Il en va de même pour les périphériques connectés aux ordinateurs, qui constituent la base de toute la technologie numérique.
Types d’émulateurs
1. Émulateurs logiciels
Si vous souhaitez exécuter une application Android OS sur un système d’exploitation Windows, les logiciels développés dans des langages de haut niveau qui peuvent fonctionner sur les deux systèmes d’exploitation peuvent fonctionner sur les deux. Toutefois, si l’application est développée au-dessus de l’un des environnements de développement d’applications, elle peut ne pas fonctionner correctement sur l’autre système d’exploitation.
Dans ce cas, par exemple, compléter l’application sur le système d’exploitation Android par un logiciel émulateur entre le système d’exploitation Android et le système d’exploitation Windows permet un fonctionnement normal, mais la vitesse de fonctionnement est réduite parce qu’elle est exécutée par l’intermédiaire d’un logiciel émulateur.
Un autre exemple est celui des logiciels émulateurs qui connectent différents navigateurs sur le même OS. Ils sont par exemple utilisés lorsqu’une page créée pour Internet Explorer est visualisée sur Edge. Dans ce cas également, la vitesse de fonctionnement est réduite en raison du traitement du programme par l’émulateur.
2. Émulateurs matériels
ICE (en anglais : In Circuit Emulator) est l’un des émulateurs matériels utilisés pour le développement de logiciels pour les appareils à base de microcontrôleurs.
Lors du débogage d’un logiciel, il est nécessaire de vérifier l’état interne du microcontrôleur et des périphériques. L’état interne d’un microcontrôleur normal peut difficilement être connu à partir des terminaux externes. C’est pourquoi l’ICE est un matériel qui remplace le microcontrôleur en créant une puce d’émulation qui fonctionne de la même manière que le microcontrôleur mais possède un terminal qui transmet l’état interne à l’extérieur.
L’ICE peut connecter une mémoire externe pour retracer la mémoire à l’intérieur du microcontrôleur, ou définir un point d’arrêt pour vérifier l’état interne en arrêtant (rompant) l’exécution du programme à un point arbitraire.
3. Autres émulateurs de matériel
Outre le débogage de logiciels intégrés, les émulateurs matériels peuvent également être utilisés pour exécuter des logiciels fonctionnant sur des ordinateurs qui ne sont plus disponibles en raison d’un dysfonctionnement ou pour d’autres raisons.
Autres informations sur les émulateurs
1. Conseils pour l’utilisation de l’ICE
Le langage C est principalement utilisé dans le domaine du développement de logiciels pour la commande de micro-ordinateurs : la fonctionnalité de l’ICE nécessite un programme qui exploite directement le matériel, étape par étape.
Bien que les langages de plus haut niveau facilitent le développement des programmes et les rendent plus courts, les programmes C ont une taille de code plus petite lorsqu’ils sont écrits dans la mémoire morte du microcontrôleur.
En effet, le langage C peut être écrit à un niveau proche de celui de l’assembleur, ce qui réduit la capacité de la mémoire morte, améliore les performances en temps réel en réduisant le nombre d’étapes et permet un contrôle précis du matériel périphérique.
2. Émulateurs mixtes matériel/logiciel
Si l’on suit le principe de l’émulateur, il est également possible de réaliser des émulateurs hybrides comportant à la fois du matériel et des logiciels. Par exemple, un nouveau système d’exploitation en cours de développement peut être exécuté et débogué sur un émulateur hybride qui imite l’ensemble de l’ordinateur.