“Garfield”芯片Cycle級(jí)精度指令集模擬器實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化.pdf

1、隨著面向特定應(yīng)用的系統(tǒng)集成芯片(Application-SpecificSoC)的大量涌現(xiàn)，如何對(duì)基于SoC芯片開發(fā)的應(yīng)用軟件進(jìn)行性能優(yōu)化，變得越來越重要。硬件模擬器作為仿真特定硬件設(shè)備的軟件，可用于模擬軟件在特定硬件上的執(zhí)行過程。因其簡單、快速的優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)過程中得到廣泛應(yīng)用。在硬件模擬器中，Cycle級(jí)精度的指令集模擬器尤為重要，它可以對(duì)CPU執(zhí)行程序的過程進(jìn)行精確模擬，統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)可以為應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供幫助。

2、 “Garfield”芯片是一款基于ARM7TDMI內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的SoC芯片，它可以廣泛應(yīng)用于嵌入式設(shè)備領(lǐng)域，譬如MP3，PDA，手持電話等。本文提出了一套針對(duì)“Garfield”芯片的具有Cycle級(jí)精度的硬件模擬器.為了加速基于“Garfield”芯片實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用軟件開發(fā)，本文的模擬器在對(duì)ARM指令集模擬的基礎(chǔ)上，通過對(duì)各種指令Cycle數(shù)目的分析和芯片存儲(chǔ)器接口的建模，實(shí)現(xiàn)了“Garfield”芯片的Cycle級(jí)精度模擬.而且，通過圖形

3、用戶界面，用戶可以很方便的調(diào)試應(yīng)用軟件，并精確分析應(yīng)用軟件的運(yùn)行性能.作為擴(kuò)展，該模擬器還可以配合硬件開發(fā)，作為系統(tǒng)功耗優(yōu)化研究的基礎(chǔ)平臺(tái)。 本文的具體工作包括：Cycle級(jí)精度ARM7TDMI指令集模擬器的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化；內(nèi)存控制器接口的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，提出了外設(shè)統(tǒng)一接口的設(shè)計(jì)和中斷控制器的設(shè)計(jì)；以及模擬器用戶界面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果同ARM公司提供的模擬器ARMulator試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在沒有存儲(chǔ)器延遲的情況下，結(jié)果完全