【摘要】：在消費電子市場需求的有力推動下,嵌入式系統(tǒng)的功能日益強大,其軟件開發(fā)的復雜程度也隨之越來越高,嵌入式軟件的代碼量以平均每兩年時間翻一番的速度增長。由于嵌入式系統(tǒng)在成本、體積、功耗等多方面受到制約,代碼量的增長將成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的一個瓶頸。因此,代碼壓縮技術將成為今后嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的一項關鍵技術。 本文從基本的數(shù)據(jù)壓縮理論入手,分析了典型的數(shù)據(jù)壓縮和代碼壓縮的各自特點以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別,結合對當今代碼壓縮技術的發(fā)展現(xiàn)狀的介紹,總結出了代碼壓縮技術的評價標準�；趯RMv4指令集的研究分析,我們提出了通過字典壓縮的方法對程序代碼進行壓縮以減小其冗余度的方案。我們對字典壓縮的問題進行了數(shù)學抽象和描述,進而對字典壓縮方案中的各種參數(shù)的設計進行了數(shù)學分析以論證所采用的代碼壓縮方案的正確性與合理性。本文對我們所設計的代碼壓縮方案的步驟、代碼壓縮中的難點問題的解決等細節(jié)以及主要的算法流程均做了詳盡的敘述。最終,使用我們所設計的代碼壓縮方案,我們對MiBench基準測試程序中的6個典型程序進行了壓縮實驗,獲得了平均81.1%的壓縮比。 在代碼壓縮方案設計的基礎上,我們對解壓縮系統(tǒng)的硬件設計進行了討論,并對解壓縮系統(tǒng)中的主要部分提出了優(yōu)化的硬件設計方案。為了驗證代碼壓縮方案的正確性,我們搭建了一個系統(tǒng)驗證平臺,其中包括:Verilog HDL描述的解壓縮模塊和壓縮指令內(nèi)存模型,以及PLI形式的ARM指令模擬器。通過與ARM公司的標準模擬器ARMulator的輸出結果進行對比,我們完成了驗證系統(tǒng)的自動化測試。 最后,我們對壓縮實驗的結果進行了深入的分析研究,總結了影響代碼壓縮的因素,并對未來工作做了進一步探討。
【圖文】：

圖3.10MIBeneh基準測試程序我們選取了基準測試程序MIBench中的sha、eer32、dijksart、rijndael、arweaudio(dapem.eneode)、wardaudio(adpem.deeode)進行測試，指令集為ARMv4，編譯器、鏈接器均為ADsl.2中的amrcc和amrlikn。實驗結果如圖3.fl所示:

圖3.11MIBnehc程序指令重復性統(tǒng)計從6個基準測試程序的分析結果中可以看出:二進制指令代碼中僅僅出現(xiàn)一次的指令只占全部程序的40%左右，在rijdael中這一比例更是小到24%左右。同Leufgyr等人基于sPEcc創(chuàng)T95的指令重復性研究相比，，我們所采用的MBInehc典型程序的指令重復性并不明顯，這主要是由于我們所使用的指令集和編譯器不同所造成的。ARMv4指令集本身是針對嵌入式系統(tǒng)所設計的，其代碼密度比PowerPC的指令集要高，所以指令的冗余度較小。而對于編譯器、鏈接器以及鏈接程序庫，ADS對代碼大小做過特別的優(yōu)化，其生成的代碼在密度上要優(yōu)于Gcc生成的代碼。BunroDeBusl’刀等人在其研究過程中對比過ADs與GCC生成的代碼大小，其結果表明:ADS生成的二進制代碼平均要比GCC生成的代碼小320KB，這主要是因為ADS的編譯器編譯出的代碼非常緊湊，且ADS的標準程序庫也是經(jīng)過特別優(yōu)化的。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP368.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 馬義德,劉映杰,張新國;嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J];信息技術;2001年12期

本文編號：2687765