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基于M5的方舟3全系统实现

作　者: 赵景琰
导　师: 王进祥
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 全系统模拟器 M5 方舟3
分类号: TP337
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 51次
引　用: 2次
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内容摘要

模拟器已成为计算机系统开发和研究过程中必不可少的工具。在系统设计的前期可以验证系统功能,在设计过程中能够开展性能评估,以便找到系统瓶颈,从而改进微体系结构。并且可以在硬件设计的同时开始应用程序的开发,极大提高了系统开发的效率。在计算机体系结构研究方面,由于模拟器便于修改,可以方便的修改处理器结构和整个系统的构成,在比较不同配置下系统性能中有指导作用。本设计在M5模拟器平台上实现了方舟3 全系统模拟器。完成了对方舟3处理器的描述和以方舟3处理器为核心的嵌入式芯片GT3000的部分外部设备的模型实现,在实现的全系统上,可以运行Linux操作系统。虚拟出和真实硬件系统几乎一致的环境。本文首先详细说明了M5模拟器平台的工作原理,介绍了实现全系统模拟器需要完成的工作,M5平台上的指令描述,阐述了M5平台上全系统模拟器中引发异常的机制。在深入学习方舟3处理器的体系结构、存储管理和异常处理的工作机制的基础上,在M5平台上对方舟3处理器建模。之后描述了GT3000中的中断控制器,定时器,串口,时钟发生单元四个外部设备的模拟实现。最后完成了对方舟3全系统的配置,对操作系统进行修改使之适应于软件模拟器,将修改后的操作系统制作成系统映像。操作系统的正常运行验证了全系统的功能正确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 模拟器简介  8-10
  1.3 国内外研究现状  10-12
    1.3.1 SimpleScalar  11
    1.3.2 SimOS  11-12
    1.3.3 Sim-Godson  12
  1.4 本文研究内容  12-13
  1.5 本章小结  13-14
第2章 M5 模拟器平台及GT3000 嵌入式系统  14-31
  2.1 M5 模拟器平台  14-16
    2.1.1 M5 中全系统开发需要完成的工作  14-15
    2.1.2 M5 平台上模拟器指令的描述  15-16
    2.1.3 全系统模拟器中指令执行过程  16
  2.2 GT3000 嵌入式系统  16-30
    2.2.1 方舟3 处理器  17-25
    2.2.2 GT3000 的中断控制器  25-26
    2.2.3 GT3000 的定时器  26-28
    2.2.4 GT3000 的串口  28-29
    2.2.5 GT3000 的时钟发生单元  29-30
  2.3 本章小结  30-31
第3章方舟3 处理器建模  31-40
  3.1 方舟3 全系统中基本体系结构描述  31-32
  3.2 方舟3 全系统指令类生成  32-33
  3.3 方舟3 的存储管理实现  33-37
  3.4 方舟3 的异常处理实现  37-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章全系统模拟器外设的实现  40-50
  4.1 GT3000 中断控制器的实现  42-44
  4.2 GT3000 定时器的实现  44-47
  4.3 GT3000 串口的实现  47-48
  4.4 GT3000 时钟发生单元  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第5章全系统配置及系统运行  50-57
  5.1 全系统配置  50-52
  5.2 操作系统运行  52-53
  5.3 操作系统文件系统  53-54
  5.4 方舟3 全系统验证  54-55
  5.5 本章小结  55-57
结论  57-58
参考文献  58-62
攻读学位期间发表的学术论文  62-64
致谢  64

基于M5的方舟3全系统实现

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