基于OR1200的软件开发平台设计

论文摘要

OpenRISC是基于GNU通用公共授权协议的开源精简指令集处理器,这是一个由OpenCores组织提供的处理器家族。在IP核价格昂贵、技术保密的情况下,该系列处理器软核的一大特点就是完全开放源码和免费。OR1200作为OpenRISC家族中比较新的一员,是一款32位的标量精简指令集处理器,具有哈佛结构、5级整数流水线、支持虚拟内存和高速缓存、带有数字信号处理器的功能,并且拥有完整的开发工具链,因其技术成熟、性能良好、可移植性强和免费开源的特性,已经逐渐被用于嵌入式SOC的开发。本课题的目的是针对OR1200这一处理器内核,为“UHF多协议RFID读写器基带信号处理SOC芯片”建立软件开发平台,主要研究内容有：由编译流程、调试原理等嵌入式软件开发平台的设计原理提出SOC系统专用集成软件开发平台的设计框架；外围设备功能寄存器设计和自定义指令集的设计；OR1200的机器特征在GNU特别是GCC工具上的体现方式；在包含OR1200平台特性的GNU工具集的基础上进行集成软件开发平台设计的实现方法。本课题设计的集成软件开发平台包括用于工程管理的文档管理器、实现源代码编写和显示处理的代码编辑器、用于源代码编译处理并生成OR1200平台支持文件的编译器和调试器、用于编译调试仿真信息查看及内存地址查看的信息查看窗口、能够模拟OR1200机器行为的仿真器、用于目标文件格式转换以被底层平台识别的目标文件处理等部分,实现了以OR1200处理器所在的SOC系统为目标机的交叉开发功能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 OpenRISC系列
• 1.2.1 RISC架构
• 1.2.2 OpenRISC概述
• 1.2.3 OR1200简介
• 1.3 课题研究的内容和意义
• 1.4 本文章节安排
• 第二章 常用的交叉开发工具
• 2.1 GNU工具链
• 2.1.1 GCC编译器
• 2.1.2 binutils工具
• 2.1.3 GDB调试工具
• 2.1.4 中间语言RTL
• 2.2 GNU工具的用法
• 2.2.1 GCC的编译选项
• 2.2.2 GDB调试工具的用法
• 2.3 Cygwin简介
• 2.4 本章小结
• 第三章 开发平台设计原理与读写器芯片功能分析
• 3.1 软件开发过程的源代码处理
• 3.1.1 预处理
• 3.1.2 编译与汇编
• 3.1.3 链接
• 3.2 调试原理
• 3.3 基于OR1200的读写器SoC芯片结构与功能
• 3.4 本章小结
• 第四章 目标机器特征在GNU中的实现
• 4.1 OR1200指令集
• 4.2 OR1200与指令相关的寄存器分析
• 4.3 OR1200的调试功能与调试寄存器
• 4.4 自定义系统外围相关寄存器与自定义指令
• 4.5 目标机器特征在GNU中的实现
• 4.5.1 汇编指令集在GCC中的实现
• 4.5.2 目标机器特征在GDB中的实现
• 4.5.3 目标平台在binutils工具中的实现
• 4.6 本章小结
• 第五章 集成软件开发环境的实现
• 5.1 文档管理器
• 5.2 代码编辑器
• 5.3 编译器与编译信息输出
• 5.3.1 交叉编译工具GCC的生成
• 5.3.2 进程间的通信机制—管道
• 5.3.3 编译功能的实现
• 5.4 调试器与调试信息输出
• 5.4.1 交叉调试工具GDB的生成
• 5.4.2 调试功能的实现
• 5.4.3 断点
• 5.5 模拟器的实现
• 5.5.1 OR1200平台仿真器or1ksim的建立
• 5.5.2 仿真器的实现
• 5.6 目标文件处理工具
• 5.6.1 binutils工具的编译生成
• 5.6.2 目标文件处理功能实现
• 5.7 本章小结
• 第六章 功能验证
• 6.1 软件仿真验证
• 6.2 硬件验证
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间专利及其他成果
• 学位论文评阅及答辩情况表