ARM指令集仿真器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、指令集仿真器是目前嵌入式系統(tǒng)研究中一個(gè)極其重要的領(lǐng)域，一個(gè)靈活高效且準(zhǔn)確度高的仿真器不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境的仿真，而且是現(xiàn)代微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中性能評(píng)估的重要工具. 仿真器的性能已經(jīng)成為影響整個(gè)設(shè)計(jì)效率的重要因素，在現(xiàn)有的指令集仿真技術(shù)中，編譯型仿真技術(shù)雖然可以獲得高的仿真速度，但其對(duì)應(yīng)用的假設(shè)過(guò)于嚴(yán)格，限制了其在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用；解釋型仿真器雖被普遍使用，但其缺點(diǎn)也很明顯，由于模擬過(guò)程中需要耗費(fèi)大量時(shí)間用于指令譯碼

2、，解釋型模擬器速度往往很有限，使用性能較低。由此可見(jiàn)，如何減少仿真過(guò)程中的指令譯碼時(shí)間，是提高仿真器的性能的關(guān)鍵。 本文旨在提出一個(gè)指令集仿真器的原型，重點(diǎn)解決指令解碼過(guò)程中的速度瓶頸，在其基礎(chǔ)可以進(jìn)行擴(kuò)充和改進(jìn)，以適應(yīng)不同硬件平臺(tái)的需要。文章首先從ARM指令集的指令功能和編碼格式入手，通過(guò)分析和比較找出了一般常用指令的編碼和實(shí)現(xiàn)規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了高級(jí)語(yǔ)言的描述，其后提出了改進(jìn)版解釋型指令集仿真器的設(shè)計(jì)方案，包括為提高仿真

3、器性能，減少譯碼時(shí)間，創(chuàng)新性的在流程設(shè)計(jì)中加入了預(yù)解碼的步驟，同時(shí)用自己設(shè)計(jì)的壓縮算法解決了因預(yù)解碼產(chǎn)生大量譯碼信息而帶來(lái)的內(nèi)存過(guò)度消耗難題。接下來(lái)，描述了仿真器的實(shí)現(xiàn)，包括指令的取指、譯碼、執(zhí)行等基本功能，并著重描述了如何通過(guò)劃分存儲(chǔ)域和存儲(chǔ)塊的方式模擬真實(shí)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)。 另外，需要特別指出的是，針對(duì)仿真器中普遍存在的調(diào)試難問(wèn)題，本文從一線程序開(kāi)發(fā)人員的角度，在調(diào)試模塊的設(shè)計(jì)中除了斷點(diǎn)設(shè)置、程序暫停、恢復(fù)等基本功能外，