【摘要】：隨著后PC時(shí)代的到來(lái),嵌入式系統(tǒng)隨處可見,其中MIPS處理器在嵌入式市場(chǎng)中占有很大的比例。然而,隨著嵌入式產(chǎn)品更新速度加快,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期大大縮短。而仿真器的設(shè)計(jì)正是為了滿足這個(gè)需求：一方面,仿真器通過(guò)模擬指令在目標(biāo)機(jī)處理器上的執(zhí)行效果來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)硬件的仿真,通過(guò)對(duì)比反饋信息與預(yù)期信息來(lái)輔助嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì),仿真器技術(shù)已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與軟件優(yōu)化的重要技術(shù)；另一方面,片上內(nèi)存是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,直接影響著系統(tǒng)的整體性能,如何有效地使用片上內(nèi)存資源在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是很關(guān)鍵的問(wèn)題。因而,協(xié)同仿真器技術(shù)進(jìn)行嵌入式片上內(nèi)存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軟件優(yōu)化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。 本文主要研究了MIPS仿真器設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)片上片外分配兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),其中數(shù)據(jù)片上片外分配技術(shù)確定數(shù)據(jù)分配策略對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行合理分配,目的是取得針對(duì)具體應(yīng)用的性能最優(yōu)。針對(duì)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),本文的主要工作如下： 首先,面向內(nèi)存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究,設(shè)計(jì)MIPS仿真器QtMips。它不僅支持編輯、匯編、仿真和仿真信息實(shí)時(shí)掌握等基本功能,有效地收集和分析測(cè)試程序的行為,還支持SPM/Cache混合內(nèi)存結(jié)構(gòu)配置和數(shù)據(jù)片上片外分配配置,為數(shù)據(jù)片上片外分配技術(shù)的研究提供軟件支持。采取模塊化設(shè)計(jì)理念,分為I/O模塊、配置模塊、處理模塊和顯示模塊等進(jìn)行功能設(shè)計(jì) 其次,根據(jù)QtMips的功能設(shè)計(jì)劃分對(duì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)分別進(jìn)行了研究,并分析了實(shí)現(xiàn)時(shí)采取的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),分別是串行匯編符號(hào)地址處理技術(shù)與內(nèi)存結(jié)構(gòu)可配置仿真技術(shù)。通過(guò)測(cè)試與驗(yàn)證表明QtMips實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。 最后,本文提出了TCG模型作為衡量數(shù)據(jù)引起Cache缺失的新標(biāo)準(zhǔn),綜合考慮了絕大部分關(guān)鍵因素。TCG分配算法不僅將最容易發(fā)生沖突的數(shù)據(jù)對(duì)象分配到SPM,還考慮了數(shù)據(jù)對(duì)象在片外內(nèi)存的布局與Cache組的映射關(guān)系來(lái)降低Cache缺失率。通過(guò)算法仿真和性能分析得出TCG分配算法可以很好地利用內(nèi)存資源,提高內(nèi)存系統(tǒng)性能。 通過(guò)本文的研究,可以得到一種針對(duì)具體應(yīng)用的嵌入式片上內(nèi)存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件優(yōu)化的通用方法。采取該方法不僅可以縮短嵌入式系統(tǒng)片上內(nèi)存的設(shè)計(jì)時(shí)間,降低生產(chǎn)成本,還可以使得片上內(nèi)存硬件和其上運(yùn)行的軟件更加匹配,減少程序訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的時(shí)間,從而提高系統(tǒng)整體性能。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP337

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 汪斌;姚慶棟;劉鵬;張子男;;MPEG2解碼系統(tǒng)集成芯片音頻處理存儲(chǔ)優(yōu)化策略[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2005年06期

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本文編號(hào)：2542127