處理器模擬加速技術(shù)研究及實現(xiàn).pdf

1、在研究體系結(jié)構(gòu)的過程中,模擬器憑借其開發(fā)周期短、實現(xiàn)簡單以及可以較好符合真實硬件設(shè)計等眾多優(yōu)點受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的青睞。處理器模擬器是軟件模擬器中最常見、應(yīng)用最廣泛的一類,而存儲系統(tǒng)又是處理器模擬器中非常關(guān)鍵的部件,由于實際程序中訪存指令通常占的比例比較大,在模擬器運行過程中,對存儲系統(tǒng)的訪問非常頻繁,因此,存儲系統(tǒng)的模擬加速技術(shù)對模擬器的性能有著直接的重要影響。
　　本論文基于AT697平臺,對處理器模擬器中的存儲系統(tǒng)的模擬加速

2、技術(shù)進行研究,研究目標(biāo)是設(shè)計并實現(xiàn)空間開銷小,且訪問速度快的模擬技術(shù)。所完成的主要工作如下:
　　(1)提出一個基于分頁的模擬機制,以節(jié)省模擬大地址空間時所需的空間開銷。由于AT697系統(tǒng)的地址空間很大,很難直接對整個地址空間進行完整模擬,我們將操作系統(tǒng)中的虛實地址轉(zhuǎn)換機制創(chuàng)新性地應(yīng)用到內(nèi)存模擬中,提出一個基于分頁機制的存儲空間模擬方案,即只需對程序中真正訪問過的地址空間進行模擬,從而大大減少了模擬所需的空間開銷。
　　(2

3、)采用多級分頁的模擬機制,進一步加速模擬性能。簡單的一級分頁機制會引入較多的鏈表查找操作,這使得訪存操作模擬中的地址轉(zhuǎn)換操作較慢,通過多級分頁機制可以減少或者避免鏈表查找的過程,提高地址轉(zhuǎn)換的速度,從而提高訪存操作模擬速度。實驗結(jié)果表明,采用兩級分頁機制后,比一級分頁機制的性能平均提高了12.8％。
　　(3)采用靜態(tài)模擬和動態(tài)分頁模擬相結(jié)合的混合模擬技術(shù),以進一步加快對常用地址空間的模擬速度。由于很多處理器都具有對經(jīng)常訪問的地址