S3C2410嵌入式系统仿真环境研究与实现

摘要

模拟技术是对真实环境进行模拟的技术。近年来模拟技术是研究的热点，应用范围十分广泛。在嵌入式系统中，应用模拟技术可以改善开发环境，避免硬件干扰，集中精力开发软件，特别是对于缺少嵌入式硬件开发环境的用户来说，它将是一个非常有效的学习和开发工具。 本文首先介绍模拟技术的理论基础，阐述了嵌入式仿真相关技术；然后讨论了软件模拟方式和指令集模拟执行方法；接着分析已有软件模拟器的框架结构，设计出S3C2410软件模拟器的框架并对它的工作流程进行了简述，着重讨论指令集模拟策略的优化和多线程模拟流水线的方法；最后对存储系统的模拟和ELF文件加载器设计进行阐述，并对模拟器的整体功能和部分性能进行验证。 本文分析了传统指令模拟器的模拟方法，对指令集模拟方法进行了改进，主要对指令字解析过程进行改进、优化了解释函数、采用模拟cache加快指令运行；应用穿线代码的理念来提高指令模拟器的性能；分析已有软件模拟器的框架结构，设计适合S3C2410软件模拟器的结构；采用多线程模拟流水线，利用多线程与流水线的并行性提高模拟器的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2课题研究意义及其主要内容

1.3论文主要工作

1.4论文组织

第二章软件模拟器技术

2.1模拟技术理论基础

2.2软件模拟技术

2.3软件模拟方式

2.3.1串行模拟

2.3.2并行模拟

2.3.3混杂模型

2.4指令集模拟

2.4.1解释执行

2.4.2基于编译的方法

2.5本章小结

第三章S3C2410软件模拟器框架设计

3.1已有软件模拟器框架

3.2S3C2410软件模拟器框架设计

3.3模拟器模块序列图

3.4本章小结

第四章指令集模拟策略优化

4.1S3C2410指令集模拟

4.2指令集模拟器模拟方法分析

4.2.1指令集的分类

4.2.2指令字的解析

4.2.3解释函数

4.3指令集模拟的改进

4.3.1压缩译码结构

4.3.2指令字的快速解析

4.3.3优化解释函数

4.3.4模拟器cache

4.3.5穿线代码

4.3.6优化后的指令集模拟流程

4.3.7改进后指令集模拟器性能分析

4.4流水线模拟

4.5本章小结

第五章存储系统模拟与ELF文件加载器的设计

5.1 MMU模拟

5.2 Cache模拟

5.3 Write Buffer模拟

5.4协处理器模拟

5.5 ELF文件加载器的设计

5.5.1 ELF文件格式

5.5.2 ELF文件装载程序的设计

5.6本章小结

第六章S3C2410模拟器的验证

6.1.ARMLinux在S3C2410模拟器运行

6.2单线程与多线程模拟流水线对速度的影响

6.3$3C2410模拟器模拟与SkyEye的指令执行速度的比较

6.4本章小结

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果