發(fā)布時間：2020-09-01 18:37

　　 嵌入式軟件目前已廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)中,硬件仿真器是一個重要的可用于運(yùn)行、調(diào)試和驗證嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的工具。仿真器常被要求能夠正確執(zhí)行所處理的任務(wù),因此它肯定是高度可信的。可信的仿真器要求建立正確的模型來描述它。存儲管理單元(MMU)協(xié)處理器是微處理器中的重要組件,設(shè)計和實現(xiàn)正確可靠的MMU對于一個硬件仿真器來說尤為必要。 本文介紹ARM926EJ-S微處理器的硬件結(jié)構(gòu)及原理,重點(diǎn)介紹了MMU協(xié)處理器的硬件結(jié)構(gòu)、MMU所訪問的緩存結(jié)構(gòu)和MMU的事務(wù)處理過程。在此基礎(chǔ)上,對MMU訪問的緩存硬件TLB、Cache和WriteBuffer進(jìn)行建模,用于描述其結(jié)構(gòu)組成和屬性。然后對MMU的事務(wù)處理過程分別建立基于組件的模型和基于有限狀態(tài)機(jī)的模型,事務(wù)處理包括錯誤檢查過程、地址轉(zhuǎn)換過程、加載指令過程、讀數(shù)據(jù)過程和寫數(shù)據(jù)過程等。而錯誤檢查過程又包括了地址對齊錯誤檢查、轉(zhuǎn)換錯誤檢查、域錯誤檢查和權(quán)限錯誤檢查。基于組件的模型很好地描述了MMU事務(wù)的組件構(gòu)成和體系結(jié)構(gòu),而基于有限狀態(tài)機(jī)的模型詳細(xì)地描述了MMU事務(wù)被處理時的狀態(tài)遷移和遷移條件。 利用所建立的基于組件的模型和基于有限狀態(tài)機(jī)的模型,最后對MMU協(xié)處理器模塊進(jìn)行算法的設(shè)計和實現(xiàn),然后把所實現(xiàn)的MMU模塊應(yīng)用于硬件仿真器中進(jìn)行測試。測試實驗表明,所建立的存儲管理單元模型是正確可用的,所達(dá)到的效果與實際硬件的效果類似。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP368.1;TP391.9
【部分圖文】：

應(yīng)用于全存儲管理的多任務(wù)應(yīng)用程序領(lǐng)域。它存、靈活的大小指令、緊密耦合內(nèi)存（TCM點(diǎn)。ARM926EJ-S 微處理器提供了單獨(dú)指令多層 AHB 的系統(tǒng)。它可執(zhí)行 ARMv5TEJ 指 32 位乘法器，可進(jìn)行單周期 MAC 運(yùn)算，以信號處理應(yīng)用程序的性能并支持 Thumb 技術(shù)S 微處理器作為入門級處理器，支持完整版操Symbian。主要定位在多任務(wù)應(yīng)用上，支持全點(diǎn)。支持高效執(zhí)行 Java 指令代碼，在沒有關(guān)聯(lián)一樣的 Java 性能。ARM926EJ-S 微處理器還支硬件的調(diào)試功能。ARM926EJ-S 微處理器主要系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。圖 2-1 描述了 A結(jié)構(gòu)[15]。

MU 中的一個附加硬件，在微處理器的CPU 只看到的是虛擬地址（Virtual AdModified VirtualAddress，MVA）和物理器中，當(dāng)切換到進(jìn)程 ID 值不為 0 的換將會發(fā)生。快速上下文切換硬件檢測轉(zhuǎn)換虛擬地址 MVA。達(dá) MMU 之前，F(xiàn)CSE 利用 CP15 C13 寄 為當(dāng)前進(jìn)程所在進(jìn)程空間塊的編號，的是為了減少切換進(jìn)程時的代價，因而不進(jìn)行上述處理的話，當(dāng)進(jìn)行進(jìn)程切映射。這樣就意味著需要重建頁表、使 價非常大。

先給出 MMU 總體事務(wù)流程框圖來描述 MM CPU 訪問存儲器操作的主要流程。圖 2-5 給出了 M 2-2 給出了每個操作過程的定義。表 2-2 MMU 操作過程標(biāo)號定義 操作過程定義CPU 向 FCSE 提供虛擬地址，F(xiàn)CSE 計算得到轉(zhuǎn)換FCSE 向 MMU 提供轉(zhuǎn)換虛擬地址CPU 向 MMU 提供數(shù)據(jù)，也就是寫數(shù)據(jù)過程CPU 從 MMU 獲取數(shù)據(jù)，也就是讀數(shù)據(jù)過程MMU 從 ICache 中加載指令指令未在 ICache 中命中時從外部存儲器中加載并MMU 把數(shù)據(jù)寫到 DCache 中MMU 從 DCache 中讀取數(shù)據(jù)MMU 把數(shù)據(jù)寫到 WriteBuffer 中MMU 把 WriteBuffer 中緩存的數(shù)據(jù)寫回到外部存MMU 直接把數(shù)據(jù)寫到外部緩存或者從外部緩存讀

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

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本文編號：2810107