快速指令集仿真器的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、指令集仿真器是針對嵌入式系統(tǒng)的處理器硬件開發(fā)的軟件模擬環(huán)境，它采用編程語言對包括處理器、算數(shù)邏輯單元、高速緩存、寄存器堆、存儲系統(tǒng)等在內(nèi)的計算機體系結(jié)構(gòu)組成模塊進行描述，指令集仿真器不僅承擔(dān)了系統(tǒng)級驗證中功能驗證部分的正確性評判工作，還常被用作處理器體系結(jié)構(gòu)評估和處理器流片前的應(yīng)用軟件開發(fā)調(diào)試工具。仿真速度是制約當(dāng)前指令集仿真器應(yīng)用范圍的最主要因素。
　　為適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中對指令集仿真器的仿真速度要求，文章在現(xiàn)有的靜態(tài)多核

2、指令集仿真器基礎(chǔ)上，提出了一種改進的多核指令集仿真技術(shù)。文章所做的優(yōu)化工作包括：在不增加額外時間開銷的前提下，將仿真器由單一工作模式增加為動態(tài)仿真和動態(tài)庫函數(shù)執(zhí)行兩種工作模式，仿真器根據(jù)指令塊的熱度和動態(tài)庫函數(shù)轉(zhuǎn)換情況進行模式的動態(tài)切換；動態(tài)仿真模式下的指令譯碼階段引入動態(tài)譯碼緩存，保存已譯碼指令的操作碼和操作數(shù)等信息，避免重復(fù)譯碼；將仿真器由單線程工作擴展為多線程并行執(zhí)行。新增的子線程由主線程在仿真伊始開辟，與仿真器主線程并行工作，對

3、待仿真文件中的指令段內(nèi)容進行剖析，將符合轉(zhuǎn)換條件的指令塊生成對應(yīng)的C函數(shù)，并編譯得到動態(tài)庫函數(shù)，供主線程在動態(tài)庫函數(shù)工作模式下調(diào)用，實現(xiàn)由指令塊仿真替代原有的單條指令仿真，降低單條指令仿真時需要單獨譯碼和執(zhí)行帶來的時間開銷。
　　文章提出的指令集仿真器優(yōu)化技術(shù)已成功應(yīng)用于針對IME-Diamond DSP(Digital Signal Processor)處理器所開發(fā)的軟件仿真環(huán)境——多核優(yōu)化仿真器的設(shè)計中。在搭建的軟件測試平臺下