基于热例程的动态二进制翻译优化

依据对系统级程序行为特性的观察,提出了一种基于热例程的动态二进制翻译优化方法。该方法以频繁执行的例程作为优化单位,通过块内和块间优化算法消除动态二进制翻译引入的冗余。相比基于踪迹的优化方法,该方法具有优化单位发现开销更小、代码区域更大、无重复翻译等优点,更适用于系统虚拟机中操作系统代码的优化。在跨平台系统虚拟机监控器ARCH-BRIDGE上的测试表明,通过对内核代码实施该优化方法,SPEC CPUINT 2006程序的效率提升了3.5%~14.4%,相比基于踪迹的优化,性能最大提升了5.1%。     

系统级动态二进制翻译器的中断处理策略

中断处理策略是影响系统级动态二进制翻译系统性能的主要因素之一。该文通过分析中断的被动处理策略对系统性能的影响,提出在目标代码执行阶段主动处理中断的策略,并加以实现。实验结果表明,中断的主动处理策略优于被动处理策略。     

译码制导的动态二进制翻译优化

提出了一种译码制导的轻量级动态二进制翻译优化技术,该技术在译码阶段提取源指令的高层语义信息,结合上下文对其进行标注,并在翻译阶段利用标注信息直接生成优化的目标指令.该技术可识别动态二进制翻译系统中主要的基本块级优化机会,去除load/store冗余、精确异常导致的冗余和标志位处理冗余.测试表明,相比QEMU,该优化技术的跨平台x86系统虚拟机ARCH-BRIDGE的翻译开销降低了53％,翻译块尺寸降低了78％,load和store操作数量分别了降低了50％和21％.     

基于多级队列缓存淘汰算法的处理器全数字仿真优化

通过虚拟目标机实现星载软件的测试是节约卫星开发成本,提高卫星软件测试效率的重要手段。作为星载计算机的核心部件,虚拟处理器的指令集执行速度直接决定虚拟目标机的仿真效率。采用多级队列缓存淘汰策略对QEMU(Quick Emulator)原有的动态指令翻译实现进行优化,提高仿真处理器的执行效率,因此若采用仿真处理系统加载星载嵌入式软件进行测试,可以根据测试需要,在仿真处理器可实现范围内加速运行被测软件,从而实现缩短软件测试周期的目的。选取某星载中心计算机嵌入式应用软件为测试对象,实验表明,采用优化算法后的仿真处理器的运行速度可以达到平均260MIPS,是QEMU-2.6.1版未优化前实现的仿真处理器处理速度的9.3倍,即,采用仿真处理器能够使被测软件运行在9倍于硬件处理器的运行速度下,大大提升了软件测试效率,缩短了测试周期。     

基于二进制插桩的ASIP处理器指令集混合仿真方法

指令集仿真器在ASIP处理器硅前软件开发中发挥着重要的作用,但使用传统仿真方法的指令集仿真器仿真速度较慢.基于二进制插桩,提出了ASIP处理器指令集混合仿真方法,以混合仿真的方式,使基础指令直接运行在宿主机上,仅对扩展指令仿真,从而降低仿真开销,提升仿真速度.实验表明,采用此方法对主流高清音视频解码软件进行仿真的平均速度达到了1058.5MIPS,是采用当前先进的动态二进制翻译仿真方法仿真器速度的34.7倍.     

基于SystemC的网络处理器仿真系统

为提高建模网络处理器的效率,利用C++模板机制和依据依赖倒置原则采用的接口方法调用机制封装SystemC构建建模框架。针对处理器内部结构和功能,框架使通信和连接、功能和时间解耦,这样不仅提高建模效率而且减少逻辑进程[1]和事件的数量从而加快仿真速度。为提高仿真系统稳定性,提出单元和系统测试方案,其中系统测试平台通过静态建模实现自动化测试,通过网络和文件两种方式与仿真系统通信实现功能和性能测试。该框架和测试方案适合各种网络处理器的建模和测试,在工程中已成功应用。     

动态二进制翻译系统的调试器框架

传统的动态二进制翻译系统缺少调试器支持或者调试功能有限,随着开发规模的扩大,调试手段成为制约设计开发进度的瓶颈。该文提出一种针对动态二进制翻译系统的调试器框架,引入观察点、回退执行与调试脚本3个功能,通过在Crossbit平台上的验证,证明该技术能够高效地帮助程序员发现错误,提高系统的开发进度。     

系统级故障诊断软件仿真系统的设计与实现

文章介绍了系统级故障诊断软件仿真系统的设计与实现,着重讨论了系统的功能设计、测试图生成、诊断算法,并给出了一个诊断实例。     

跨平台系统虚拟机的二进制翻译优化

在跨平台系统虚拟机原型ARCH-BRIDGE的基础上,提出了一种基本块级的动态二进制翻译优化方法,通过两阶段翻译、基于虚拟寄存器的优化翻译及延迟机器状态提交等技术,可在不采用中间表示及确保精确异常的情况下,有效去除二进制翻译所引入的冗余。测试表明,优化后的ARCH-BRIDGE在翻译开销明显优于QEMU的同时,翻译块尺寸和翻译冗余得到了大幅降低,并且SPEC CPU2006、NBENCH及OS引导的性能均得到了显著提升。     

基于Proteus的处理器C++建模与仿真

研究利用C++创建Proteus模型的方法,实现一个基于Proteus的自定义指令集仿真器模型,构建该模型的虚拟板级系统,并进行测试。实验结果表明,基于Proteus的处理器仿真器能在芯片RTL模型面世前构建虚拟板级系统,为芯片的功能测试提供更方便直观的平台,有利于芯片早期开发的软硬件协同设计。     

虚拟多机系统管理

本文介绍了虚拟多机管理的技术,论述了虚拟多机管理系统的管理模式,多机目标文件的加载,虚拟多机中断以及虚拟多机管理中的窗口技术。     

基于力学描述的MEMS悬臂梁系统级动态模拟方法

提出基于受力分析与能量原理建立等效集总力学描述的思想,实现对机电耦合MEMS悬臂梁动态行为的系统级模拟.利用受控源的反馈作用实现耦合,所建立的等效电路可用于模拟静电驱动下悬臂梁的转移特性、瞬态响应与固有频率.与Saber模拟的数据进行对比,证实了该方法的有效性.     

基于虚拟微处理器的嵌入式软件开发与系统验证环境

嵌入式系统设计过程中软件与硬件集成验证的滞后，已成为制约整个系统开发进程的重要因素．虚拟微处理器是指在嵌入式系统硬件原型形成之前构造的可仿真原型，通过对微处理器的仿真支持软件嵌入式软件开发．介绍了基于虚拟微处理器技术的嵌入式软件开发环境的设计和实现，利用该环境，设计者可在设计早期进行系统集成验证，减少设计错误并缩短设计周期．该环境已经在嵌入式系统开发过程中得到成功应用．     

PDSS 虚拟机的设计

本文针对可编程器件仿真系统设计中有关中断处理、I／O端口访问冲突等技术难题,将虚拟机的思想应用于PDSS,完成了PDSS虚拟机的设计。本文在介绍PDSS虚拟机结构及功能模块的基础上对虚拟机设计中有关虚拟内存管理和虚拟中断处理两个技术难题进行了较详细论述,给出了具体的处理方法,较好地解决了可编程器件仿真的问题。     

面向瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统

传统的动态二进制翻译系统不适合直接用于瘦客户端,因为瘦客户端（如手机等）大多存在资源受限的问题,而动态二进制翻译过程会消耗较多的计算和内存资源。针对上述问题,提出一个适用于瘦客户端的分布式动态二进制翻译系统,用远程服务器完成二进制翻译,客户端只要执行翻译好后的代码即可。CPUSPEC2000的实验结果表明,在瘦客户端上使用该系统相对于使用传统的动态二进制翻译器可以带来更高的性能和更小的开销。     

基于异构多核处理器的媒体资源服务器

随着彩铃、IVR等多媒体增值业务需求的增加,电信网络中媒体资源服务器的多媒体并发处理能力逐渐成为这些增值业务发展的主要制约瓶颈。该文在分析媒体资源服务器特性的基础上,提出一种基于异构多核微处理器架构的媒体资源服务器的解决方案,探讨媒体资源服务器在该多核架构下的设计及媒体处理的性能优化,并进行相关测试。仿真测试结果表明,该设计可以获得高于现有通用处理器平台下媒体资源服务器2倍~4倍的性能表现。     

基于动态反馈的标志位线性分析算法

二进制翻译可以用于解决遗产代码的迁移问题,也可以实现不同硬件平台之间软件的通用.如果源平台通过标志位进行条件跳转,那么如何处理标志位就成为翻译中的一个重要问题,对翻译的代码质量起着决定性作用.提出标志位线性分析算法,复杂度为线性,基本上能够消除所有的标志位冗余计算,提高了动态执行的效率.基于动态profiling技术,消除了间接跳转的基本块标志位冗余计算.分析了spec 2000中的大部分整点测试例子,实验结果表明,EfLA(Eflag linear analysis)算法对于大运算量的程序是非常有效的.     

基于网络处理器的NAT优化设计

提出基于网络处理器IXP2400的网络地址转换(NAT)实现方案,并对NAT表的存储结构、表项的创建和删除、ME与XScale之间的通信机制、MAC地址修改与校验和计算等关键技术进行优化设计,使其既具有线速处理的能力,又能灵活地配置。