隨著嵌入式應(yīng)用的高速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)模擬器技術(shù)也得到日新月益發(fā)展。在嵌入式系統(tǒng)模擬器中,指令集模擬器是嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的開發(fā)工具,它可以輔助設(shè)計(jì)者驗(yàn)證新設(shè)計(jì)的處理器[10],設(shè)計(jì)和驗(yàn)證編譯器,輔助調(diào)試系統(tǒng)和評(píng)估操作系統(tǒng)[11]等。盡管開發(fā)者在沒有真實(shí)硬件的情況下,也可以模擬硬件的執(zhí)行過(guò)程,從而降低了研發(fā)過(guò)程中的成本。 POWER是1991年,Apple、IBM、Motorola組成的AIM聯(lián)盟所開發(fā)出的微處理器架構(gòu)。PowerPC處理器具有優(yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量,在嵌入式領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。但是基于PowerPC系統(tǒng)成本比基于X86的PC機(jī)成本要高,所以開發(fā)和研究PowerPC嵌入式系統(tǒng)模擬器是非常有必要的。本文實(shí)現(xiàn)了主要針對(duì)PowerPC e600處理器的指令集的模擬和優(yōu)化。 本文實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化PowerPC模擬器的主要工作有:第一,采用解釋型模擬了PowerPC中e600指令集所包括的算數(shù)運(yùn)算指令,邏輯運(yùn)算指令,移位操作指令,字符串處理指令,輸入輸出指令,特權(quán)指令,轉(zhuǎn)移指令等;第二,為了提高指令集模擬器的性能,本論文采用了基于偽指令的動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù)對(duì)模擬器指令集進(jìn)行了優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了未細(xì)化的動(dòng)態(tài)編譯模式以及細(xì)化的動(dòng)態(tài)編譯模式;基于偽指令的動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù),即在編譯階段,指令被翻譯成偽指令,偽指令是由兩部分組成,一個(gè)是指向語(yǔ)義函數(shù)的指針,另一個(gè)是語(yǔ)義函數(shù)中所用到的參數(shù)[4]。這樣,在譯碼階段所消耗的時(shí)間被移到了編譯階段,大大提高了模擬速度。最后,利用循環(huán)算法、加密算法,排序算法等驗(yàn)證了指令集模擬器的功能和性能。
【學(xué)位單位】：廣西工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP368.1
【部分圖文】：

加一定的安全策略，可以很好的控制外界對(duì)內(nèi)部資源的訪問，避免了病毒的攻擊。為了結(jié)合解釋型和編譯型的優(yōu)點(diǎn)，研究和開發(fā)者采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，如just-in-time cache compiled simulation (JIT-CCS)，instruction set compile simulatio(IS-CS)等。在當(dāng)今較為廣泛應(yīng)用的模擬技術(shù)方面，JIT-CCS 和 IS-CS 是兩個(gè)較突出的代表。JIT-CCS 想把解釋型模擬器和編譯型模擬器各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合到一起，既具有前者的靈活性，又有后者的高速性，它具體實(shí)現(xiàn)的方法是在指令執(zhí)行前被編譯，在執(zhí)行完畢后將譯碼過(guò)程所產(chǎn)生的代碼保存到 Cache 中，使用這種方法，在執(zhí)行大量代碼時(shí)就能到達(dá)靜態(tài)編譯指令集模擬器的性能水平。

圖 2-2 IS-CS 技術(shù)Figure 2-2 IS-CS technology外一種比較先進(jìn)的技術(shù)是 LLVM 技術(shù)，LLVM 從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),它不俗的來(lái)說(shuō),它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)庫(kù),在這個(gè)庫(kù)上,可以很容易的實(shí)現(xiàn)不同的編LLVM 可以理解為一個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)，它有別于其它技術(shù)之處就在于的 LLVM 中間代碼，同時(shí)并形成了一套新的編譯方法，能在程序在最后的安裝過(guò)程中都會(huì)被優(yōu)化，使得性能大幅度的提高。LLVM 的成庫(kù)、編譯工具和中間代碼組成的，其中集成庫(kù)主要用來(lái)存放分析法，編譯工具就是實(shí)現(xiàn)集成庫(kù)工作的具體工具，例如鏈接器、解調(diào)一套中立的中間代碼和編譯基礎(chǔ)設(shè)施，并圍繞這些設(shè)施提供了一套。

圖 2-2 IS-CS 技術(shù)Figure 2-2 IS-CS technology另外一種比較先進(jìn)的技術(shù)是 LLVM 技術(shù)，LLVM 從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),它不是一個(gè)編器。通俗的來(lái)說(shuō),它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)庫(kù),在這個(gè)庫(kù)上,可以很容易的實(shí)現(xiàn)不同的編譯相關(guān)的序。LLVM 可以理解為一個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)，它有別于其它技術(shù)之處就在于提供了一獨(dú)立的 LLVM 中間代碼，同時(shí)并形成了一套新的編譯方法，能在程序在編譯到運(yùn)再到最后的安裝過(guò)程中都會(huì)被優(yōu)化，使得性能大幅度的提高。LLVM 的編譯系統(tǒng)由集成庫(kù)、編譯工具和中間代碼組成的，其中集成庫(kù)主要用來(lái)存放分析和優(yōu)化代的方法，編譯工具就是實(shí)現(xiàn)集成庫(kù)工作的具體工具，例如鏈接器、解調(diào)器等。它供了一套中立的中間代碼和編譯基礎(chǔ)設(shè)施，并圍繞這些設(shè)施提供了一套全新的編策略。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2828962