面向微处理器设计的动态二进制翻译技术研究

发布时间：2024-04-22 00:14

　　微处理器是计算机系统中的核心部件。借助微电子工艺和体系结构技术的进步,微处理器的性能获得了飞速提升。微处理器在各个领域的应用取得了巨大的发展和成功,产生了良好的经济效益和社会效益。 随着应用软件的不断积累,二进制代码兼容已经成为微处理器能否具有生命力的关键问题。解决二进制代码兼容问题是处理器必须实现的目标之一,也是限制新体系结构技术在微处理器设计中应用的重要障碍。新兴的动态二进制翻译技术与微处理器设计相结合,通过在硬件核心上运行翻译软件实现指令集体系结构,可以有效地解决二进制代码兼容问题,为微处理器设计提供了一条新的思路。这种处理器设计模式可以降低对微电子制造工艺和设计水平的要求,特别适合我国国情。 本文在全面深入了解当前二进制翻译处理器与相关技术研究现状的基础上,展开对面向微处理器设计的动态二进制翻译技术的研究。在有适当硬件支持的二进制翻译处理器模型基础上,研究了动态适应程序执行行为以提高二进制翻译处理器性能的翻译单元构造算法与多级优化框架,以及动态二进制翻译中的线程级并行性开发,实现了二进制翻译原型系统。主要的工作与创新点包括: 1.全面深入地研究了国际上微...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图.22BOA的指令格式为了实现高频率，BOA采用了中等长度流水线的简单硬件设计，流水线分为6级，如图2.3所示

国防科学技术大学研究生院学位论文VMM生成的PwoePrC指令的翻译。BOA中的翻译一单元是单路径的指令执行序列Trace，其平均长度对SPECint95基准程序为巧礴O条指令。为了维护PowerPC的精确异常语义，BOA中采用了软硬件结合的机制，在Trace翻译代码执行之前将寄....

图.23BOA的流水线结构

图.23BOA的流水线结构大。这种结果比起现存的超标量处理器相差不多，但是和其它的实验数据相比要略低一些[54]。夸2.2Cursoe处理器Trnamseta公司于2000年发布的Cursoe处理器[23]是第一个采用二进制翻译技术的商业微处理器产品。它由底层硬件的执行引擎和运行....

图2.40，uosc处理器上的软件层次结构

图.23BOA的流水线结构这种结果比起现存的超标量处理器相差不多，但是和其它的实验数据相比要4]。夸2.2Cursoe处理器Trnamseta公司于2000年发布的Cursoe处理器[23]是第一个采用二进制翻译业微处理器产品。它由底层硬件的执行引擎和运行在其上面的代码翻译软Tr....

图.25Curose底层处理器指令编码格式在Cursoe的底层处理器中也设置了一些支持硬件，以易于CMS进行代码翻译，包括影子寄存器，前瞻执行支持，别名硬件，自修改代码检测机制等

国防科学技术大学研究生院学位论文x86指令集结构和底层处理器硬件分开，使得硬件可以与传统的x8层硬件也可以有很大改变而不影响遗留的x86软件。在Trnasmeta计者选择了最小化芯片面积与功耗作为设计目标。相比要达到相设计者减少了大约3/4的晶体管数目的使用，也大约减少了相应比积....

本文编号：3961655