CPU邏輯的仿真及指令系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-18 21:22
【摘要】: 面對(duì)規(guī)模龐大而又雜亂的信息系統(tǒng)和日新月異的技術(shù)發(fā)明,軟件工程師們開(kāi)始重新審視軟件仿真開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。編寫(xiě)模型機(jī)是軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的一種,它體現(xiàn)了一種使投資價(jià)值最大化的思路。軟件仿真技術(shù)目前廣泛地應(yīng)用于許多研究領(lǐng)域.通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的仿真,提供與目標(biāo)機(jī)相同的編程接口,它能夠用于支持體系結(jié)構(gòu)的研究:通過(guò)修改相應(yīng)的仿真模塊來(lái)適應(yīng)硬件變化,運(yùn)行復(fù)雜的基準(zhǔn)測(cè)試用例,可以評(píng)價(jià)新的硬件設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能所造成的影響.模型機(jī)仿真平臺(tái),對(duì)于開(kāi)展CPU技術(shù)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的研究,對(duì)于微機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和教育教學(xué)實(shí)驗(yàn)都具有重要價(jià)值。通過(guò)仿真平臺(tái)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、研究和試驗(yàn),研制周期短,代價(jià)較低,靈活性好,對(duì)于硬件設(shè)計(jì)的變化,具有良好的適應(yīng)性。實(shí)踐證明,利用面向?qū)ο蠹夹g(shù),借鑒國(guó)際上先進(jìn)的仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)思想,是可以開(kāi)發(fā)出具有我們自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能仿真系統(tǒng)的.本文主要針對(duì)模型機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行了研究.主要完成的工作概括如下: 首先,本文提出一種模型機(jī)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案.該系統(tǒng)是一個(gè)以嵌入式技術(shù)為依托實(shí)現(xiàn)的匯編級(jí)模型機(jī),具有自己的虛擬中央處理器(虛擬CPU),指令系統(tǒng),存儲(chǔ)器組織,寄存器組,堆棧等,能夠模擬真實(shí)計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程,接受指令系統(tǒng)的指令,完成計(jì)算或數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。其所具備的精簡(jiǎn)的指令集、簡(jiǎn)潔的虛擬中央處理器結(jié)構(gòu)以及高效的顯示內(nèi)存管理機(jī)制等優(yōu)點(diǎn),使其更適用于一些資源受限的平臺(tái),如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理PDA等,同時(shí)對(duì)于開(kāi)展CPU和微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究,對(duì)提高微機(jī)教育教學(xué)和實(shí)驗(yàn)水平,均具有實(shí)際意義。 其次,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于該模型機(jī)系統(tǒng)指令集的匯編器.在這一部分中,為了滿足匯編器算法對(duì)符號(hào)信息管理工作提出的要求,本文使用可擴(kuò)展數(shù)組,哈希表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為其建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型.然后,采用FSM有限狀態(tài)機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,同時(shí),針對(duì)FSM傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法存在的問(wèn)題,提出一種面向?qū)ο蟮母叨冉Y(jié)構(gòu)化的FSM實(shí)現(xiàn)框架,實(shí)現(xiàn)了靈活的復(fù)用機(jī)制,提高了系統(tǒng)的健壯性與可維護(hù)性,并且給出了事件觸發(fā)轉(zhuǎn)換的調(diào)度算法.
【圖文】:
啟動(dòng)加載程序(Boot Loader)。啟動(dòng)加載程序用于將 Windows CE 操加載到目標(biāo)硬件系統(tǒng)的內(nèi)存并開(kāi)始啟動(dòng)操作系統(tǒng)的執(zhí)行。 配置文件。配置文件用于對(duì) Windows CE 操作系統(tǒng)的創(chuàng)建過(guò)程進(jìn)行配包括源代碼配置文件和映像配置文件。源代碼配置文件用于對(duì)操作系像用到的模塊、特征和源代碼的創(chuàng)建方式進(jìn)行配置,而映像配置文件操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)映像創(chuàng)建方式進(jìn)行配置。 驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序是對(duì)物理或虛擬設(shè)備功能的軟件抽象,是操作設(shè)備或虛擬設(shè)備的橋梁,應(yīng)用程序只有通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序接口才能實(shí)現(xiàn)物備的操作。OEM 層的代碼構(gòu)成中,OEM 層主要由 CSP(Chip Support Package)Board Support Package)代碼組成,其中 CSP 支持不同的微處理,而 BSP 支持不同的微處理器擴(kuò)展和外設(shè),,它由 Boot Loader、OAL 代碼組成。
圖 2-2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路機(jī)用軟件模擬指令在硬件機(jī)器中執(zhí)行的全過(guò)程,即先從磁盤(pán)中讀儲(chǔ)到模型機(jī)開(kāi)辟的內(nèi)存段中,再將指令加載到模型機(jī)寄存器并不是指某一個(gè)特定的軟件,而是一整套完整的規(guī)范,可以用不同在不同的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)【12】。統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)表 2-1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境宿主平臺(tái) Windows XP目標(biāo)設(shè)備 基于英特爾XScale PXA255的高端嵌入式解決方案XSBase言 C、C++具 Platform Builder、Embedded Visual C++(簡(jiǎn)稱EVC)操作系統(tǒng) Windows XP
【學(xué)位授予單位】:華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號(hào)】:TP332;TP391.9
本文編號(hào):2670327
【圖文】:
啟動(dòng)加載程序(Boot Loader)。啟動(dòng)加載程序用于將 Windows CE 操加載到目標(biāo)硬件系統(tǒng)的內(nèi)存并開(kāi)始啟動(dòng)操作系統(tǒng)的執(zhí)行。 配置文件。配置文件用于對(duì) Windows CE 操作系統(tǒng)的創(chuàng)建過(guò)程進(jìn)行配包括源代碼配置文件和映像配置文件。源代碼配置文件用于對(duì)操作系像用到的模塊、特征和源代碼的創(chuàng)建方式進(jìn)行配置,而映像配置文件操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)映像創(chuàng)建方式進(jìn)行配置。 驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序是對(duì)物理或虛擬設(shè)備功能的軟件抽象,是操作設(shè)備或虛擬設(shè)備的橋梁,應(yīng)用程序只有通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序接口才能實(shí)現(xiàn)物備的操作。OEM 層的代碼構(gòu)成中,OEM 層主要由 CSP(Chip Support Package)Board Support Package)代碼組成,其中 CSP 支持不同的微處理,而 BSP 支持不同的微處理器擴(kuò)展和外設(shè),,它由 Boot Loader、OAL 代碼組成。
圖 2-2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路機(jī)用軟件模擬指令在硬件機(jī)器中執(zhí)行的全過(guò)程,即先從磁盤(pán)中讀儲(chǔ)到模型機(jī)開(kāi)辟的內(nèi)存段中,再將指令加載到模型機(jī)寄存器并不是指某一個(gè)特定的軟件,而是一整套完整的規(guī)范,可以用不同在不同的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)【12】。統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)表 2-1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境宿主平臺(tái) Windows XP目標(biāo)設(shè)備 基于英特爾XScale PXA255的高端嵌入式解決方案XSBase言 C、C++具 Platform Builder、Embedded Visual C++(簡(jiǎn)稱EVC)操作系統(tǒng) Windows XP
【學(xué)位授予單位】:華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號(hào)】:TP332;TP391.9
【參考文獻(xiàn)】
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1 儲(chǔ)鶴;Linux下51匯編器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2003年10期
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本文編號(hào):2670327
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