基于嵌入式硬件模拟器的Sky Tune性能监测系统

发布时间：2020-07-26 23:27

【摘要】：随着计算机应用的普及、互联网技术的发展,全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及数字化家庭的兴起,大量的嵌入式设备被嵌入到我们的工作、生活空间中,变为手持或可穿戴的设备,甚至与我们日常生活中使用的各种器具融合在一起。嵌入式软件是数字化产品的核心。在进行嵌入式操作系统底层开发的过程中,开发人员的工作往往受限于硬件环境和软件开发环境的不完善。嵌入式开发需要的硬件和软件环境价格昂贵,而且往往性能不稳定,因为这些硬件很可能也处在研发阶段。在这种条件下,软件调试和优化工作很难进行,因为很难定位错误发生的准确位置和性能瓶颈。本文详细的论述了作者基于“构件化嵌入式操作系统及开发环境”国家863课题所做的研究和实践工作。该课题的主要研究内容是开发研制针对复杂嵌入式系统的下一代灵活的、构件化的、实时多任务嵌入式操作系统内核Pcanel,课题研究使用的开发环境是嵌入式硬件模拟器SkyEye。本文在SkyEye模拟器和Pcanel操作系统的基础上,研究和开发了一个纯软件实现的能适应多种嵌入式平台的性能监测系统,并提供了对构件化系统进行性能监测的特殊支持。文中首先介绍了嵌入式系统的现状和当前嵌入式开发中的主要调试方法以及遇到的困难,然后分析了并提出了使用嵌入式模拟器进行开发的可行性和必要性以及其发展状况和技术难点,论述了嵌入式软件性能要求的重要性,以及软件性能监测和优化的各种技术及其优缺点。在深入分析了SkyEye的实现机理(包括SkyEye目标模拟模块各个方面的模拟实现,主要是其中硬件的静态和动态配置、异常处理、I/O硬件模拟等)后,进一步改造SkyEye,添加虚拟性能监测硬件,并以XScale LUBBOCK开发板为例,为SkyEye模拟的各种嵌入式开发板添加虚拟性能监测硬件支持,以Pcanel为例,实现各种嵌入式操作系统中的驱动程序,对构件化系统的构件间交互进行了特殊的监控,实现性能监测数据显示的工具,形成一个完整的SkyTune系统。最后,讨论了SkyTune系统对各种平台的支持。最后一章小结了本文的工作及对这一领域未来工作的展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP368.12
【图文】：

示意图,分级结构,嵌入式系统,示意图

基于嵌入式硬件模拟器的Sky入式软件系统体系结构研究的深入，构件化设计被越来越多地代嵌入式系统往往由针对特定技术建模的子模型所示，每个模块由可以自由装载卸载的独立构件缩短开发周期，提高重用程度。，Pcnael—由浙江大学自主研发完成的一个构目前流行的构件化概念，以构件和构件框架作为doelofcomPutation，MoC)将构件连接起来。其，是一个精巧的易于移植和裁减的嵌入式操作系

虚拟性,监测设备,计时器,性能监测

uft和宏定义PMVBUFSIZE用于控制设备I/0内存，module、interacti。叼分别一记录了三种不同缓冲数据的格式，skyt~_bueffe性能监测设备的缓冲管理，ksytun屯flie用于文件管理，ksUytne_的主要数据结构。在ksyUtne挤结构中，描述子性能监测的一些ime表示下一次采样的开始时间，snarPle一niveal表示两次采样微秒计算，asmPle_duration表示本次采样总共跨越的时间，以OIJNTER和DCOIJNTER两个计数器则分别代表了间隔计数器，SCOUNTER用于对下一次采样事件的计时控制，DCOtJNTE开始和结束的时间。各个具体模块的实现。测中断处理，性能监测中断的控制需要将虚拟设备的中断映射到SkyEye外上去。监测设备的中断是这样发出的:

虚拟硬件,驱动程序,内存映射,起始地址

图4.2PXA25O处理器内存映射分配操作系统的驱动程序访问虚拟硬件的数据和控制信息的OA000为起始地址，大小为PMVBUFSIZE的地址空间的1/0内存，供驱动程序访问。以查询到PXA25x的中断表:

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