目标机仿真器集成与指令仿真缓存管理策略

论文摘要

嵌入式系统与应用的发展,对嵌入式系统开发环境与工具提出了新的要求。嵌入式集成开发环境中的仿真器工具使嵌入式系统开发人员不再完全依赖于开发板,协作更加流畅。在嵌入式集成开发环境中集成仿真器主要有两个关键技术,开发环境和仿真器之间的状态同步和通信机制。仿真器和开发环境是两个独立的实体,它们之间状态的一致性涉及到系统运行的正确性和稳定性。而两者之间的状态是随着通信的过程而变化的,所以将通信机制以通信语义原语的方式描述,并和状态转换规则一起被抽象成确定的有限自动机DFA。这种以DFA描述的结构保证了仿真器的成功集成,并使得以后在嵌入式集成开发环境中添加新仿真器更加简单。ARTs-IDE是一款具有自主知识版权的嵌入式集成开发环境。为了使ARTs-IDE的功能更好的适应嵌入式开发的需要,在ARTs-IDE中集成了仿真器skyeye。skyeye是国内知名的嵌入式系统仿真器。其开发源代码的特性使得skyeye易于修改,为后续的工作提供了方便,能较好的符合ARTs-IDE对仿真器支持的需要。skyeye集成到ARTs-IDE后,使得ARTs-OS在仿真环境中成功运行。在实际使用仿真器的过程中,对仿真器的性能方面进行了探讨。包括skyeye在内的许多目标机仿真器对目标指令的仿真采用的是动态二进制翻译方式。目标代码缓存对动态二进制翻译系统的性能有很大的影响。通过分析代码缓存管理模块中可以改进之处,结合数据局部性原理,提出了基于数据追踪的缓存淘汰策略。新的缓存淘汰策略已在skyeye中实现并通过实验数据验证效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 嵌入式系统的发展和应用分析
• 1.2 嵌入式操作系统
• 1.3 典型的嵌入式系统集成开发环境和工具
• 1.4 目标机仿真技术及研究现状
• 1.5 本文工作内容以及组织结构
• 2 集成仿真器的嵌入式交叉开发环境ARTs-
• 2.1 ARTs-IDE的功能与结构
• 2.2 ARTs-IDE和目标设施的通信方式
• 2.3 ARTs-IDE和仿真器的集成
• 2.4 小结
• 3 指令仿真中动态二进制翻译的缓存淘汰策略
• 3.1 指令仿真的动态二进制翻译技术
• 3.2 典型的动态二进制翻译缓存淘汰策略
• 3.3 基于数据追踪的缓存淘汰策略
• 3.4 小结
• 4 基于数据追踪的缓存淘汰策略的实验与分析
• 4.1 基于数据追踪缓存淘汰策略在仿真器skyeye里的实现
• 4.2 实验结果
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献