Alexfreed - есть еще такая вещь, как "In-circuit debugger", который и реализуется отчасти программно. У фирмы Microchip такие есть - почитай про него, может почерпнешь ряд полезных идей.

Я недавно пользовался их MPLAB ICD 2 для отладки своих прог. В принципе работает, но довольно тормозно: когда делаешь программе 1 шаг, то на это требуется секунд 10 реального времени, чтобы отладчик прочитал все данные из памяти отлаживаемого проца. Пошаговое выполнение в таких условиях имеет мало практического смысла; я почти исключительно пользуюсь только точками останова. Однако такие вещи поддаются оптимизации. И вообще полезны!