Cortex-M全系統(tǒng)模擬器的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ARM Cortex-M系列內(nèi)核的全系統(tǒng)嵌入式模擬器。通過對(duì)不同類型的模擬器進(jìn)行分類和比較，本文首先確定了整個(gè)系統(tǒng)的需求。并根據(jù)需求劃分了內(nèi)核模擬、調(diào)試接口、外設(shè)模擬、用戶接口等模塊。分析比較了各種不同的組織模塊的方式，基于多進(jìn)程的架構(gòu)，對(duì)不同的模塊進(jìn)程進(jìn)行合并，最后將模擬器分為了數(shù)個(gè)進(jìn)程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
　　根據(jù)ARM Cortex-M系列指令集的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬器內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了包括指令集、中斷控制器、地址空間等方

2、面的模擬。對(duì)不同的指令集實(shí)現(xiàn)方式作出了比較，并用解釋執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)了一個(gè)指令集執(zhí)行引擎。根據(jù)ARM地址空間的特點(diǎn)，提出了一種存儲(chǔ)器模型，將所有地址空間統(tǒng)一到一個(gè)模型中。并著重對(duì)Cortex-M系列的NVIC進(jìn)行了分析，比較了NVIC與傳統(tǒng)ARM異常中斷處理機(jī)制的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)了NVIC的中斷優(yōu)先級(jí)、中斷嵌套等高級(jí)功能。本文通過首先對(duì)內(nèi)核總體框架的構(gòu)建，并介紹重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口函數(shù)的方式，給出了整個(gè)模擬器內(nèi)核的具體實(shí)現(xiàn)。
　　除模擬器內(nèi)

3、核之外，本文還針對(duì)嵌入式系統(tǒng)使用中非常重要的調(diào)試功能，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了模擬器的調(diào)試模塊。基于GDB調(diào)試器和與之相關(guān)的RSP協(xié)議，分析了GDB遠(yuǎn)程調(diào)試的原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。著重分析了RSP協(xié)議與GDB相關(guān)指令的映射關(guān)系，以及通過RSP協(xié)議與GDB通信的原理。在模擬器內(nèi)核中添加了GDB Stub，從而使得模擬器上運(yùn)行的程序可以通過GDB來進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，利用了其優(yōu)良的調(diào)試功能。
　　根據(jù)嵌入式系統(tǒng)對(duì)處理器與外設(shè)之間的需求以及各種不同外設(shè)之間的區(qū)