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(gè)重要的可用于運(yùn)行、調(diào)試和驗(yàn)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�？尚诺姆抡嫫饕蠼⒄_的模型來(lái)描述它。存儲(chǔ)管理單元(MMU)協(xié)處理器是微處理器中的重要組件,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)正確可靠的MMU對(duì)于一個(gè)硬件仿真器來(lái)說(shuō)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(wèn)的緩存結(jié)構(gòu)和MMU的事務(wù)處理過(guò)程。在此基礎(chǔ)上,對(duì)MMU訪問(wèn)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(duì)MMU的事務(wù)處理過(guò)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(cuò)誤檢查過(guò)程、地址轉(zhuǎn)換過(guò)程、加載指令過(guò)程、讀數(shù)據(jù)過(guò)程和寫數(shù)據(jù)過(guò)程等。而錯(cuò)誤檢查過(guò)程又包括了地址對(duì)齊錯(cuò)誤檢查、轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤檢查、域錯(cuò)誤檢查和權(quán)限錯(cuò)誤檢查�；诮M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(shí)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(duì)MMU協(xié)處理器模塊進(jìn)行算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),然后把所實(shí)現(xiàn)的MMU模塊應(yīng)用于硬件仿真器中進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明,所建立的存儲(chǔ)管理單元模型是正確可用的,所達(dá)到的效果與實(shí)際硬件的效果類似。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(chǔ)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(hào)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(jí)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(méi)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(gè)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(huì)發(fā)生。快速上下文切換硬件檢測(cè)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(hào)，的是為了減少切換進(jìn)程時(shí)的代價(jià)，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(yè)表、使 價(jià)非常大。

先給出 MMU 總體事務(wù)流程框圖來(lái)描述 MM CPU 訪問(wèn)存儲(chǔ)器操作的主要流程。圖 2-5 給出了 M 2-2 給出了每個(gè)操作過(guò)程的定義。表 2-2 MMU 操作過(guò)程標(biāo)號(hào)定義 操作過(guò)程定義CPU 向 FCSE 提供虛擬地址，F(xiàn)CSE 計(jì)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(guò)程CPU 從 MMU 獲取數(shù)據(jù)，也就是讀數(shù)據(jù)過(guò)程MMU 從 ICache 中加載指令指令未在 ICache 中命中時(shí)從外部存儲(chǔ)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

1 陳付龍;樊曉椏;;嵌入式系統(tǒng)建模理論與方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2009年13期

2 吳貞海;劉福巖;;基于快速上下文切換擴(kuò)展的快速地址空間切換[J];計(jì)算機(jī)工程;2010年10期

3 李瑛,高德遠(yuǎn),張盛兵,樊曉椏;32位RISC中存儲(chǔ)管理單元的設(shè)計(jì)[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 楊斌;嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2006年

2 陳實(shí);嵌入式軟件仿真開發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2007年

3 張冰淳;64位高性能微處理器中存儲(chǔ)管理單元的研究與實(shí)現(xiàn)[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

4 代明;安全微處理器存儲(chǔ)控制單元的研究與設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

5 王宏宇;ARM32位處理器存儲(chǔ)器管理單元系統(tǒng)級(jí)仿真模型的研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2009年

6 蔡珊;嵌入式32位RISC處理器中存儲(chǔ)管理單元的研究與設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2810107