CPU仿真器MCS中存贮结构仿真的实现.pdfVIP

2001 年 8 月 北 京 航 空航 天 大 学 学 报 August 2001 第 卷 第 期 27 4 JournaI of Beijing University of Aeronautics and Astronautics VoI .27 No .4 CPU 仿真器MCS 中存贮结构仿真的实现 李 锋 王 雷 刘又诚 周伯生 （北京航空航天大学 计算机科学与工程系） 摘 要：仿真器是进行硬件设计评估，系统软件设计开发和计算机体系结 构研究的有力工具，而对内存的仿真是系统级仿真器的重要组成部分，其仿真效率直 接影响整个仿真器的性能. 以一款基于VLIW（超长指令字）结构的CPU 仿真器——— MCS 为例，研究了高效内存仿真的实现方法. MCS 为目标应用程序提供了一个仿真 运行平台，从而达到评估CPU 设计，分析指令效率，支持编译系统调试的目的. 关 键 词：仿真；存储器；指令系统；超长指令字； ； MCS MMU 中图分类号： TP 391.9 文献标识码： 文 章编 号： （ ） A 1001-5965 2001 04-0438-05 在用于研究计算机系统行为的几种技术中， 和处理的仿真信息越多，涉及的细节问题越多，其 分析模型常用于分析高层系统问题，而对于提供 执行速度下降越多. 如何在得到足够的仿真细度 诸如软硬件交互等底层的准确的系统行为信息则 和精度的同时，尽量提高仿真器的运行效率是需 无能为力；硬件原型具有高速、实用的特点，但其 要重点考虑的问题. 为了真实地展现指令间的数 突出的缺点是造价昂贵，研制周期长且灵活性差， 据相关性，在仿真精度上，应该仿真指令的执行周 一旦硬件设计发生改变，硬件原型的调整是非常 期并且保证指令在仿真器上的执行顺序与在目标 困难的；软件仿真器是目前流行的一种测试、评估 机上一致. 而在仿真细度上，必须使系统可以收集 和设计现代计算机系统的方法，它可以完整准确 到足够的信息来支持各种研究的需要，以满足用 地重现目标系统上应用程序的行为，而且，其研制 户的使用需求. 在仿真器的实现技术中，直接执行模式（ 周期短，代价较低，灵活性好，对于硬件设计的变 di- 化，具有良好的适应性. 软件仿真器的主要弱点是 rect-execution mode ）是利用目标机和宿主机间的相 ［］，［］ 执行速度较低1 2 . 似性，让部分目标可执行代码直接在宿主机上运 软件仿真器目前广泛地应用于许多研究领 行，仅仅对有差异的指令使用相关程序块进行处 ［］ 5 理，从而得到很高的运行速度 这种方法牺牲了 域 它能够用于支持体系结构的研究：通过修改相 . .