CPU逻辑的仿真及指令系统运行的实现

发布时间：2020-05-18 21:22

【摘要】： 面对规模庞大而又杂乱的信息系统和日新月异的技术发明,软件工程师们开始重新审视软件仿真开发的优点。编写模型机是软件开发项目的一种,它体现了一种使投资价值最大化的思路。软件仿真技术目前广泛地应用于许多研究领域.通过对计算机系统硬件的仿真,提供与目标机相同的编程接口,它能够用于支持体系结构的研究:通过修改相应的仿真模块来适应硬件变化,运行复杂的基准测试用例,可以评价新的硬件设计对计算机系统性能所造成的影响.模型机仿真平台,对于开展CPU技术和计算机体系结构的研究,对于微机系统的应用开发和教育教学实验都具有重要价值。通过仿真平台进行硬件设计、研究和试验,研制周期短,代价较低,灵活性好,对于硬件设计的变化,具有良好的适应性。实践证明,利用面向对象技术,借鉴国际上先进的仿真平台开发思想,是可以开发出具有我们自己知识产权的高性能仿真系统的.本文主要针对模型机仿真技术进行了研究.主要完成的工作概括如下: 首先,本文提出一种模型机原型系统的设计与实现方案.该系统是一个以嵌入式技术为依托实现的汇编级模型机,具有自己的虚拟中央处理器(虚拟CPU),指令系统,存储器组织,寄存器组,堆栈等,能够模拟真实计算机的实际运行过程,接受指令系统的指令,完成计算或数据处理等任务。其所具备的精简的指令集、简洁的虚拟中央处理器结构以及高效的显示内存管理机制等优点,使其更适用于一些资源受限的平台,如手机、个人数字助理PDA等,同时对于开展CPU和微机系统应用开发研究,对提高微机教育教学和实验水平,均具有实际意义。其次,设计和实现了基于该模型机系统指令集的汇编器.在这一部分中,为了满足汇编器算法对符号信息管理工作提出的要求,本文使用可扩展数组,哈希表等数据结构为其建立相应的数学模型.然后,采用FSM有限状态机对系统进行建模,同时,针对FSM传统实现方法存在的问题,提出一种面向对象的高度结构化的FSM实现框架,实现了灵活的复用机制,提高了系统的健壮性与可维护性,并且给出了事件触发转换的调度算法.
【图文】：

系统架构,配置文件

启动加载程序（Boot Loader）。启动加载程序用于将 Windows CE 操加载到目标硬件系统的内存并开始启动操作系统的执行。配置文件。配置文件用于对 Windows CE 操作系统的创建过程进行配包括源代码配置文件和映像配置文件。源代码配置文件用于对操作系像用到的模块、特征和源代码的创建方式进行配置，而映像配置文件操作系统运行时映像创建方式进行配置。驱动程序。驱动程序是对物理或虚拟设备功能的软件抽象，是操作设备或虚拟设备的桥梁，应用程序只有通过驱动程序接口才能实现物备的操作。OEM 层的代码构成中，OEM 层主要由 CSP（Chip Support Package）Board Support Package）代码组成，其中 CSP 支持不同的微处理，而 BSP 支持不同的微处理器扩展和外设，，它由 Boot Loader、OAL 代码组成。

模型机,模拟指令,系统总体设计,磁盘

图 2-2 系统总体设计思路机用软件模拟指令在硬件机器中执行的全过程，即先从磁盘中读储到模型机开辟的内存段中，再将指令加载到模型机寄存器并不是指某一个特定的软件，而是一整套完整的规范，可以用不同在不同的硬件平台上实现【12】。统开发平台设计表 2-1 系统开发环境宿主平台 Windows XP目标设备基于英特尔XScale PXA255的高端嵌入式解决方案XSBase言 C、C++具 Platform Builder、Embedded Visual C++(简称EVC)操作系统 Windows XP
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP332;TP391.9

【参考文献】