ARM體系結(jié)構(gòu)虛擬化技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在嵌入式研究飛速發(fā)展的今天,嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支。由嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)所決定,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)通常需要依賴特定的硬件環(huán)境。然而,對(duì)硬件環(huán)境的過度依賴,給嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)帶來很多麻煩,因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)一定要針對(duì)特定的硬件進(jìn)行開發(fā),這是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)比一般系統(tǒng)開發(fā)要困難得多的主要因?yàn)橹?也是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的特點(diǎn)之一,即面向特定應(yīng)用和面向特定硬件體系結(jié)構(gòu)的專用性。這種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的特點(diǎn)導(dǎo)致了嵌入式系統(tǒng)的

2、研發(fā)周期長,另一方面也使得設(shè)計(jì)工作缺乏足夠的靈活性。
　　 為了解決上述問題,采用硬件仿真虛擬化技術(shù)的軟件模擬器已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)研發(fā)中的主要工具之一。硬件仿真虛擬化技術(shù)可以虛擬出底層硬件,減少嵌入式系統(tǒng)開發(fā)對(duì)硬件環(huán)境的依賴。本論文研究和提出了一種ARM系統(tǒng)模擬器,可用來模擬ARM系統(tǒng)的部分外部特性和內(nèi)部功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)ARM硬件系統(tǒng)的高度仿真,使得運(yùn)行在模擬器上的程序無法感知到底層硬件的存在,就如同運(yùn)行在真實(shí)硬件平臺(tái)上。該模擬器可

3、應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)與評(píng)估以及嵌入式應(yīng)用軟件性能評(píng)估等方面,可大大提高嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的效率和靈活性。
　　 本論文主要研究和實(shí)現(xiàn)了對(duì)ARM系統(tǒng)基本的模擬,即ARM指令集模擬,ARM存儲(chǔ)管理模擬以及中斷異常模擬。本文改進(jìn)了傳統(tǒng)的解釋型模擬技術(shù),采用緩存指令的技術(shù)提高了指令模擬的效率。通過模擬ARM存儲(chǔ)管理單元,實(shí)現(xiàn)模擬器對(duì)ARM內(nèi)存管理的模擬。整個(gè)系統(tǒng)使用C語言進(jìn)行編寫,能夠運(yùn)行在linux和Wind