基于PTLsim的嵌入式系统性能模拟技术研究

摘要

在嵌入式系统设计中，需要频繁地对新的特性进行分析和验证，以保证特性的正确性和有效性。随着嵌入式技术的发展，硬件系统的复杂性正变得越来越高，由于成本和时间因素，为每一个特性都建造一个实物系统的传统验证方式已不再可行；而简单的分析建模方法精度较低，适用范围狭窄，无法为设计者提供可靠有效的数据。
　　 嵌入式系统模拟技术是通过软件对系统架构和运行过程进行模拟来达到系统分析的目的。本论文对嵌入式系统模拟技术进行了研究，对嵌入式系统通用特性进行分析，给出了其在性能模拟器中的一种实现方式，提出了一套模拟器与真实系统之间的模型校准方法。当前模拟技术的研究集中在模拟器的设计开发上，模拟器校准工作主要依靠开发者的经验来进行，缺乏一套系统的方法来支持，使得模拟器的性能和精度都受到很大影响，也增加了研究结果的不确定性。本文提出的这种研究方法能精确地对真实系统性能特性进行模拟。
　　 论文基于开源模拟器PTLsim，完成了从基础模拟器到目标平台校准的代码编写工作，并对模拟结果数据进行了分析，证明了代码实现的正确性。在使用模拟技术对新设计进行验证之前，需要首先找到一个基础系统并以其为目标构造一个基准模拟器，从这个模拟器出发，加入各个新的设计并模拟运行，从而实现对新设计的验证和预测。要对新的设计进行模拟分析，基准模拟器与基础系统之间的对比分析及校准也很关键。此外，为了在可接受的时间内得到有效的数据，需要模拟器具有较快的运行速度和较高的准确率，因此，模拟器的优化技术也同样重要，本文针对模拟器的设计和开发中的关键问题同样做了一些优化工作。
　　 论文的研究结果为嵌入式系统性能模拟技术的进一步研究提供了参考，具有深远的理论价值和现实意义。