本文關鍵詞：基于PowerPC SoC架構的高層次仿真平臺設計

  更多相關文章： 片上系統(tǒng) 電子系統(tǒng)級設計 事務級建模 PowerPC 指令集仿真器 虛擬機

【摘要】：基于ESL(ESL, Electronic System Level)的SoC設計可以快速地搭建硬件平臺，并快速開發(fā)/驗證軟件應用程序，進而確定系統(tǒng)的最優(yōu)架構，實現(xiàn)SoC的軟硬件的協(xié)同設計。ESL設計包含兩種技術，一種是基于事務級建模的方法，該方法可利用SystemC語言對硬件模塊的行為進行精確建模，并以此完成系統(tǒng)驗證及設計空間探測，但精確的建模導致所描述的硬件平臺仿真速度過慢，無法運行規(guī)模較大的系統(tǒng)/應用軟件，，如操作系統(tǒng)，高清視頻解碼等。另一種方法為虛擬機技術，側重于對硬件功能的描述。因此，仿真速度較快，可運行操作系統(tǒng)等大規(guī)模系統(tǒng)或應用軟件，但是過粗的建模精度導致無法對SoC架構的優(yōu)劣進行評估。如何綜合以上兩種方法的優(yōu)點，在保證ESL設計精度的同時提高仿真速度已成為SoC設計方法學領域所關心的問題。 PowerPC架構被公認為第二代高性能精簡指令集計算機的代表，但是目前市場缺少基于PowerPC SoC架構的仿真平臺。因此，本文提出并設計一種面向PowerPC SoC架構的高層次混合仿真平臺。首先，由于處理器架構相對固定，通常設計者僅僅關心處理器運行程序功能的正確性，所以，本文利用QEMU虛擬機的動態(tài)二進制翻譯的方法針對PowerPC405系列處理器進行了指令集仿真器的設計，并對現(xiàn)有指令集進行擴展，移植向量指令集altivec，擴大了該平臺的應用范圍。然后，基于SystemC事務級建模方法，完成了對從設備模塊，中斷模塊、DCR寄存器等PowerPC SoC中關鍵組件的精確建模，準確地模擬了SoC的硬件行為。最后，在所設計的PowerPC SoC仿真平臺基礎之上，設計了軟件的開發(fā)流程，實現(xiàn)了SoC的軟硬件協(xié)同設計。
【關鍵詞】：片上系統(tǒng) 電子系統(tǒng)級設計 事務級建模 PowerPC 指令集仿真器 虛擬機
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 SoC 發(fā)展8-9
• 1.2 仿真平臺的應用9-10
• 1.3 虛擬機技術10
• 1.4 PowerPC 簡介10
• 1.5 課題意義10-11
• 1.6 本論文組織結構11-12
• 第二章 相關工作介紹12-18
• 2.1 QEMU 介紹12
• 2.2 動態(tài)二進制翻譯12-14
• 2.3 PowerPC 指令架構14-15
• 2.4 Rabbits 高層次仿真平臺設計15-18
• 第三章 PowerPC 混合仿真平臺架構設計18-34
• 3.1 基于 QEMU 的 PowerPC 指令集仿真器設計18-21
• 3.1.1 指令集仿真器與平臺交互18-19
• 3.1.2 PowerPC 處理器的移植19-20
• 3.1.3 錯誤調式20-21
• 3.2 平臺設計21-27
• 3.2.1 地址映射設計21-22
• 3.2.2 訪問 DCR 寄存器指令的設計22-23
• 3.2.3 外圍從設備設計23-27
• 3.3 中斷機制設計27-30
• 3.4 應用程序開發(fā)30-33
• 3.4.1 功能函數(shù)設計30-31
• 3.4.2 鏈接腳本31-32
• 3.4.3 makefile32-33
• 3.5 其他設計33-34
• 第四章 Altivec 向量指令集擴展34-42
• 4.1 寄存器定義34-36
• 4.1.1 通用向量寄存器設計34-36
• 4.1.2 向量狀態(tài)寄存器36
• 4.1.3 向量寄存器保存寄存器36
• 4.2 向量指令集擴展36-42
• 4.2.1 指令提取36-37
• 4.2.2 指令表37
• 4.2.3 譯碼流程37-38
• 4.2.4 向量指令集擴展38-42
• 第五章 仿真平臺測試結果42-52
• 5.1 二進制指令42-43
• 5.2 應用程序測試43-46
• 5.3 DCR 指令測試46-47
• 5.4 中斷程序實驗結果47-49
• 5.5 向量指令集擴展實驗結果49-52
• 第六章 總結和展望52-54
• 6.1 總結52-53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻54-57
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明57-58
• 致謝58

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：668768