单总线周期故障检测法的实现

本文介绍一种适用于各类微计算机的故障检测方法。通过8个逻辑开关人为打入指令发给CPU执行,CPU每执行一条指令后便处于长时间的等待状态,此状态下数据、地址及控制信号均保持着,可方便地对指令的执行情况进行检测,从而达到快速准确地定位故障的目的。此方法的硬件实现十分简单,工作起来也十分可靠,是一种对微机故障进行检测的较好方法。由于要在微机上直接联接一些硬件,使用时须格外小心。     

实用反跟踪技术（一）——逆指令技术

逆指令技术是一种比较有效的加密方法,用这种方法加密的软件有难以动态跟踪的优点。 基本原理:CPU的特点之一是顺序执行指令,各种跟踪器也都是顺序反汇编,如果能让CPU执行逆序的指令,那么跟踪器顺序反汇编出的都是乱码,从而就可以起到反跟踪的效果。如何让CPU执行逆序的指令呢?这就要设置标志寄存器中的单步标志,设置了该标志后,CPU每执行一条指令后就执行一次INT1。如果用新的INT1代替旧的INT1,在新INT1     

反跟踪一技

在制造加密系统时,加密技术的好坏固然重要,但反跟踪技术的“奇”与“妙”显得更为关键。在此笔者介绍一种比较理想的反跟踪技术——指令队列预取法。 在计算机CPU中,为了提高运行速度,专门辟有一个指令流队列,以存放后续指令。CPU把取指令部分与执行指令部分分开,因而当一条指令执行时,同时可以取出其后续的一条或多条指令放于指令流队列中排队。这样,在完成一条指令时就可以马上执行下一条指令,减少了CPU取指所花的等待时间。指令队列空间的大小随CPU的不同而各异。8086 CPU为4字节、     

炎炎酷暑我来帮你—CPU降温软件一览

眼下又到了高温时节,想着爱机又要饱受高温之苦,心中不免一番滋味在心头,真是让其“闲着不甘心,用着担心”。笔者在这里准备了“6道降温美餐”——其实是6个降温软件供大家享用,不用花多少银子,却对降温有效。工作原理是根据CPU具有暂时挂起的功能,即当CPU在一定时间内没有接到指令时便自动进入低能耗的状态。降温软件利用CPU的这一特性,缩短CPU进入休眠状态前的等待时间,即在CPU空闹时,执行HLT机器指令,暂停CPU时钟,使CPU进入挂起状态,直到下一个中断或复位指令,才能重新唤醒CPU继续工作,从而降低CPU无谓的能耗,减少各器件的散热量,达到降温的目的。     

指令级并行的数学模型

目前,提高CPU性能的一种重要方法是发掘指令级并行性.在CPU里设置多个功能部件,采用复杂的指令执行机制,使尽可能多的指令同时执行.本文用数学模型分析指令并行的一般原理,阐述指令相关的数学本质,并分析消除数据相关和控制相关的基本方法.     

GCC在高性能微处理器DSP和CPU上的移植

在分析GCC结构的基础上,总结了GCC在高性能微处理器DSP和CPU上移植的解决方案,并比较了DSP、CPU和RISC结构的处理器在移植上的差别,重点介绍了GCC对DSP和CPU信号处理功能的支持以及指令分组和指令执行分组在GCC中的实现。     

ARM指令执行速度影响因素的实验研究

介绍ARM微处理器S3C2440A的内存管理单元(MMU)和高速缓存,设计一种实验方法来测定在不同CPU时钟频率下禁用或启用高速缓存时,程序指令在SDRAM和SRAM中的平均执行速度,并对数据进行分析和处理。实验结果表明,启用高速缓存对提高指令的平均执行速度具有较大影响。     

基于QEMU的CPU指令频度分析

采集计算机在不同应用环境下的指令流,并对计算机各个指令使用的频度进行统计,对CPU指令设计和优化有指导意义。针对现有指令频度统计方法存在的跟踪效率低、获取速度慢等问题,提出一种新的指令频度分析方法。该方法的核心思想是在QEMU模拟器上执行用户行为脚本,利用QEMU插件获取CPU执行的指令流,并利用基于块的统计优化性能。实验结果表明,该方法可跟踪并获取指令流,能高效地分析出各指令的使用频度,并直观地展示分析结果。     

基于FPGA的五级流水线CPU

基于FPGA平台设计并实现了一种五级流水线CPU.它参考MIPS机将指令的执行过程进行抽象,把指令分成取值、译码、执行、访存、写回五级流水处理.首先设计系统级的结构,决定CPU的结构和指令系统.其次对整体结构进行分解,确定模块与模块之间的信号连接,采用VHDL实现CPU.最后通过Debug-controller调试软件对五级流水线CPU进行调试.结果表明了所设计的流水线CPU的有效性.     

TRS-80微型计算机的中断响应

TRS-80微型机的CPU,采用Z-80芯片。Z-80的中断结构具有禁止或开放中断的能力,以及建立不同的中断响应方式。禁止中断指令DI使CPU内部的中断允许触发器IFF置0,开放中断指令EI使中断允许触发器IFF置1。当IFF=1时,CPU可以接受(?)端输入的中断请求,在现指令执行完毕后作出响应。中断分为不可屏蔽和可屏蔽两类。不可屏蔽中断(?)端输入的请求无论IFF状态如何,它总是在现指令执行完毕后得到响应,并使机器自动转移到以固定地址0066H为起点的中断服务子程序。对于可屏蔽中断,Z-80有三种响应方式。     

计算机组成原理考研辅导(下)

第四章指令系统 　　1、重点、难点综述及题型分析 　　计算机的工作体现为执行指令,CPU的基本任务是解释执行指令代码,所以指令系统在很大程度上决定着计算机如何工作,它是硬件逻辑设计的基础,与CPU的总体结构及整.体设计思想密切相关.这一章主要分为四大部分:指令格式、地址结构、寻址方式和指令类型.……     

CPU流水线技术中的结构相关和数据相关

CPU流水线技术是计算机CPU设计中普遍采用的一种并行处理技术。它可以提高指令的运行效率,但是其流水线相关问题是流水线执行过程中的主要障碍,会给流水线中指令序列的顺利执行带来许多不利的影响。流水线中的相关主要是结构相关和数据相关,本文重点介绍了他们的解决方法。其中数据相关较普遍,旁路技术是主要的解决方法。     

Javacard CPU的设计与实现

支持Javacard技术标准是智能卡的发展方向，目前的Javacard系统大多是采用软件虚拟机的方式来解释执行或者通过just-in-time方式执行Java指令，系统软件平台本身占用了大量的资源，且执行效率不高。解决这些问题的方法就是实现硬件Javacard指令处理器。该文给出了一种基于微码的Javacard指令处理器的FPGA设计和实现，以Javacard CPU为核心搭建Javacard CPU测试平台，并将其集成在一块FPGA上实现。     

CPU“逆行”程序加密法

众所周知,CPU在执行指令时都是按地址从低到高的顺序进行的(跳转指令除外),人们在读程序时也是如此。让CPU“逆行”应该是一个有趣的设想,特别是在软件的加密当中如能这样,其加密效果将极为理想,在“逆行”当中再配合其他一些加密思想则效果会更佳。 运用单步中断,将使得让CPU“逆行”的设想成为可能。这里所谓的“逆行”就是让CPU从一段指令“倒放”程序(程序中指令从高地址向低地址排放且同一指令的几个字节也按此法则排列)的高地址端一直向低地址方向逐条执行,直到“逆行”结束标志出现为止。我们可以     

基于GTK+的嵌入式图形系统性能优化研究

现有GTK+on DirectFB图形系统对硬件加速的优化不够,在国产嵌入式平台上开发的图形系统性能偏低。为此,提出图形系统的性能优化方法。优化图形构件的存储分配策略,用于减少CPU访问显存和内存速度的差异。采用绘图指令的底层扩展方法,提高椭圆填充、多边形填充等扩展绘图指令的执行效率。测试数据表明,在开启硬件加速情况下,构件存储分配优化策略可使CPU绘图指令的执行速度提高数倍至数十倍,与传统应用层扩展方法相比,扩展绘图指令的底层扩展方法硬件加速比高出5倍左右。     

一个基于DAG图的指令调度优化算法

指令调度是优化编译技术中一项关键技术,对于VLIW体系结构的CPU,指令调度显得尤为重要。指令调度是在保证语义正确的前提下,改变指令的执行顺序,减少流水线中的空闲周期,从而提高CPU性能的一种优化方法。文章着重分析了优化编译中的指令调度问题,提出了一个指令调度算法和DAG图的一种化简方法,证明了算法的正确性,分析了算法的效率,比较了生成的新指令序列和最优的指令序列总的执行时间的差别。同时,针对目前流行的编译器GCC的指令调度算法中存在的问题,提出了一个较好的解决途径。     

MIPS32指令集兼容的CPU模拟器设计

描述一个与MIPS32指令集兼容的CPU模拟器设计方案,该方案用C语言描述处理器的硬件行为,模拟CPU指令的执行过程,实现MIPS32除浮点运算指令以外的所有指令,有大小可配的主存储器、指令和数据统一的二相关高速缓存Cache,内置类型可配的分支预测器和ELF文件解析器,并给出设计的应用实例。     

识别奔腾级CPU

早期的x86 CPU识别依靠一些特殊指令,而奔腾CPU可以用新增CPUID指令(机器码0FH,0A2H)来识别。但是,这样也产生了一些问题,由于其它厂家相应的CPU并非都支持该指令而且有各不相同的标识值,从而会导致一些错误。例如Cyrix的6x86被大多数测试软件认为是486。 这里,笔者向大家介绍一种方法,可以区分奔腾级CPU与其他CPU,并且可以从中了解奔腾级CPU的内部结构。 众所周知,奔腾CPU与其前代产品相比,采用了多流水线(实际是两条)的超标量结构和预测执行技术。当一次预测执行发生错误时,会招致流水线被冲刷并重装指令预取缓冲区,以获得正确的指令。这一过程将产生3～6个时钟延迟,对于发挥CPU峰值性能不利,因此一些先进的高级语言编译     

说名词解术语—CPU篇（3）

CPU的工作就是处理存储在存储器中的信息。一般信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8比特为1个存储单元,这些信息可以是数据或指令。数据是用二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法、减法或移位运算。通过下列这些名词、术语,让大家更好地了解CPU各     

如何配置计算机资源

1.中断(IRQ)的配置 在微机系统中,当计算机设备向CPU提出处理请求时,便向CPU发出中断请求信号。每一个计算机设备必须有一个不同的IRQ,这样CPU才能确定执行相应指令。表1列出了微机中的中断占用情况。