mips仿真器设计与应用

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1、舢删Ⅲ舢舢删舢删㈣Y2289890杭州电子科技大学硕士学位论文⋯PS仿真器设计与应用研究生：曾宪彬指导教师：姚英彪副教授Dissertationsubm眦edtoHangzhouDia北iUniversi够fortheDegreeofMasterDesignandUsageofMIPSSiInulatorCandidate：ZengXianbinSupervisor：ProfYaoYingbiaoDecember，2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注

2、明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：噜留彬日期：加I埠。j月冲日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段

3、保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：、留形椭日期：矽哆年护；月z，丫日指导教师签名：日期：刃多年；只砂杭卅I电子科技大学硕士学位论文摘要随着后PC时代的到来，嵌入式系统随处可见，其中MIPS处理器在嵌入式市场中占有很大的比例。然而，随着嵌入式产品更新速度加快，嵌入式系统设计周期大大缩短。而仿真器的设计正是为了满足这个需求：一方面，仿真器通过模拟指令在目标机处理器上的执行效果来实现对目标硬件的仿真，通过对比反馈信息与预期信息来辅助嵌入式系统的设计，仿真器技术已经成为嵌入式系统设计与软件优化的重要技术；另一方面，片上内存是嵌入式系统的关键部分，直接影响着系统的

4、整体性能，如何有效地使用片上内存资源在嵌入式系统设计中是很关键的问题。因而，协同仿真器技术进行嵌入式片上内存结构设计与软件优化已经成为一种趋势。本文主要研究了MIPS仿真器设计和数据片上片外分配两项关键技术，其中数据片上片外分配技术确定数据分配策略对数据对象进行合理分配，目的是取得针对具体应用的性能最优。针对这两项关键技术，本文的主要工作如下：首先，面向内存结构设计研究，设计MIPs仿真器QtMips。它不仅支持编辑、汇编、仿真和仿真信息实时掌握等基本功能，有效地收集和分析测试程序的行为，还支持SPM／Cache混合内存结构配置和数据片上片外分配配置，为数据片上片外分配技术

5、的研究提供软件支持。采取模块化设计理念，分为I／o模块、配置模块、处理模块和显示模块等进行功能设计。其次，根据QtMips的功能设计划分对实现技术分别进行了研究，并分析了实现时采取的两项关键技术，分别是串行汇编符号地址处理技术与内存结构可配置仿真技术。通过测试与验证表明QtMips实现了预期设计目标。最后，本文提出了TCG模型作为衡量数据引起Cache缺失的新标准，综合考虑了绝大部分关键因素。TCG分配算法不仅将最容易发生冲突的数据对象分配到SPM，还考虑了数据对象在片外内存的布局与Cache组的映射关系来降低Cache缺失率。通过算法仿真和性能分析得出TCG分配算法可以很

6、好地利用内存资源，提高内存系统性能。通过本文的研究，可以得到一种针对具体应用的嵌入式片上内存结构设计和软件优化的通用方法。采取该方法不仅可以缩短嵌入式系统片上内存的设计时间，降低生产成本，还可以使得片上内存硬件和其上运行的软件更加匹配，减少程序访问存储系统的时间，从而提高系统整体性能。关键词：MIPS仿真器，仿真器设计，数据片上片外分配，片上内存结构设计ABSTRACTWiththearrivalofpost-PCera，embeddedsystemscanbeseeneVerywhereandtheMIPSprocessorshavea1argemarketshare．H

7、oweVer，thefasterprocessofdesigningtheembeddedsystemshasacceleratedtherenewingrateofembeddedproducts．Andthedesignofsimulatormeetsthedemand：Ontheonehand，thesimulatorachievessimulationofthetargethardwarebysimulatingtheeffectiVenessofinstructionsexecutedonthetarge