动态二进制翻译器QEMU中冗余指令消除技术研究

计算机体系结构的不断发展,使得代码迁移工作变得尤为重要,在这种背景下,二进制翻译技术应运而生。二进制翻译技术使得在已有的体系结构下生成的可执行文件自动迁移到新的体系结构中成为可能。以龙芯2F处理器为硬件平台,研究二进制翻译器QEMU中冗余指令的删除优化技术,使用代码活性分析方法来降低代码膨胀度,提高执行效率。该优化技术带来的优化效果超过其自身开销,具有实际优化价值。

二进制翻译中冗余指令优化算法

二进制翻译是实现软件移植的主要方法.动态二进制翻译受动态执行限制而不能深度优化导致效率较低而传统的静态二进制翻译难以处理间接分支,且现有的优化方法大部分集中在中间代码层,对目标码中存在的大量冗余指令较少关注.针对这一现状,提出一种静态二进制翻译框架SQEMU,基于该框架提出了一种对目标码冗余指令进行删除的优化算法.该算法通过分析目标码生成指令特定数据依赖图(instruction-specific data dependence graph,IDDG),再利用该图将活性分析和窥孔优化的2种理论相结合,有效删除目标码中的冗余指令.实验结果表明,利用该算法对目标码优化后,其执行效率得到显著提升,最大提升可达42%,整体性能测试表明,优化后nbench测试集翻译效率提高约20%,SPEC CINT2006测试集翻译效率提高约17%.

一种阵列众核处理器的多级指令缓存结构

阵列众核处理器由于其较高的计算性能和能效比已经被广泛应用于高性能计算领域。而要构建未来高性能计算系统处理器必须解决严峻的"访存墙"挑战以及核心协同问题。通常的阵列处理器中,核心多采用单线程结构,以减少开销,但是对访存提出了较高的要求。在阵列众核处理器中,在单核心中引入硬件同时多线程技术,针对实验中一级指令缓存命中率随着线程数增加而显著降低的问题,提出了一种面向阵列众核处理器的冗余指令缓存存储结构,基于该结构,提出采用FIFO及类LRU替换策略。通过上述优化的高速缓存结构设计,经实验模拟,双线程整体指令Cache失效率降低了25.2%,整体CPI性能提升了30.2%。

地铁列车客室门系统冗余设计的优化

硬线和网络指令的冗余设计已经应用于地铁列车的车门控制。基于先到先执行的原则,门控器对"硬连线信号"和"网络信号"均能响应,以先接收到的信号为准控制车门的开闭。分析了冗余信号的时序,以及冗余指令冲突导致车门无法关闭的问题,提出了客室门系统冗余设计的优化方案,并将该方案应用于广州地铁车辆的调试。实践证明该方案能有效避免冗余指令冲突,大大提高列车门控系统的可靠性。

单片机控制系统中软件抗干扰的研究

分析了软件干扰的来源及影响,提出多种有效可行的软件抗干扰方法,如“数字滤波”、“数据重复输出”、“软件冗余”、“软件拦截”、“看门狗”等技术,来提高单片机应用系统的可靠性。

单片机系统软件抗干扰措施分析

文中介绍单片机系统中的软件抗干扰措施,分析数字滤波法和软件看门狗、软件陷阱、指令冗余等其它软件抑制法的原理、特点及应用场合,并给出简单的应用举例。

应对程序跑飞的软件措施

程序跑飞是单片机系统因干扰引起程序失控的一种现象。对程序跑飞现象进行剖析,说明程序跑飞的实质在于PC受干扰出错,导致多字节指令被拆散,继而导致系统将后续程序中的操作数视为指令代码,最终导致程序失控。就程序跑飞对单片机系统的影响进行了分类讨论,指出借助数字电路的存储、判断以及高速运算等功能,发挥软件优势,可及时发现和抑制干扰。针对程序跑飞后出现的不同情况,提出利用指令冗余、软件陷阱、“看门狗”及标志令牌等技术可较好地应对程序跑飞,迅速拦截失控程序流、捕捉跑飞程序,并将其引入正轨运行。这些软件措施经济、可靠,很容易结合到具体的系统和程序中。

单片机系统常用软件抗干扰技术研究

针对MCS-51单片机系统常用软件抗干扰技术进行研究,探讨软件陷阱捕获技术、软件看门狗技术、开机自检技术及指令冗余技术等常用软件抗干扰技术的具体实现。这些技术在单片机系统中的应用,大大节省了硬件资源,最大限度地降低干扰对系统工作的影响,提高了系统的可靠性。

嵌入式系统稳定性的研究及应用

针对嵌入式系统在应用中存在的稳定性问题,比较硬件和软件抗干扰特点,重点从核心芯片本身、通信、物理信号的输入和输出等四个方面来总结各种常用软件稳定性设计方法,如指令冗余、软件陷阱、软件拦截、程序数据保护、计算机操作正常监控、定期复位系统、热复位和冷复位处理、输入数字滤波、输出重置以及输出柔和控制等。给出各种方法的特点与适用范围,及相关的设计程序。

配料电子秤单片机测控系统的抗干扰软件设计

在恶劣环境条件下使用的配料电子秤 ,常因环境因素、被秤物料的冲击使计量器具失去准确度 ,本文针对冲击信号给工业配料电子秤带来的不利影响 ,以MCS - 5 1系列单片机测控系统为研究对象 ,在软件设计中采取了数字滤波、软件陷阱、“看门狗”、指令冗余、输入 输出等抗干扰设计方法 ,有效防止了冲击信号对可编程工业配料电子秤测量精度和可靠性的影响 。

基于模块入口出口地址的PC指针跑飞拦截技术

计算机控制系统软件可靠性设计是系统可靠性设计关键环节之一,是硬件系统可靠性设计的必要补充。在简要介绍PC指针"跑飞"成因及其后果基础上,分析了指令冗余、软件陷阱等传统软件可靠性设计方法的优缺点,提出了基于模块入口与出口地址的PC指针跑飞拦截技术,阐述了这一方式的拦截原理,给出了具体的实现方法及拦截效果实验数据。实践表明该拦截方式较彻底地解决了PC指针"跑飞"带来的计算机控制系统可靠性问题,从而进一步完善了计算机控制系统软件可靠性设计技术。

单片机应用系统的抗干扰技术

介绍了单片机应用系统中可能存在的干扰 ,以及这些干扰产生的影响。结合实践 。

单片机系统的软件抗干扰设计

本文以ＭＳ－５１单片机为例。讨论了软件抗干扰的指令冗余、，软件陷井及软件看门狗技术。

单片机应用系统的软件抗干扰技术

在单片机应用系统中,必须考虑抗干扰的问题。指令冗余、软件陷阱及软件“看门狗”等技术是有效的软件抗干扰措施。干扰后系统复位时,应将重要系统信息从备份中恢复,并将已激活的中断标志清除。

PROFIBUS-DP智能从站中的抗干扰技术

分析在PROFIBUS-DP从站设计中采用抗干扰设计的必要性,就DP从站的结构设计进行了说明。从DP从站的硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计出发,介绍了各种抗干扰措施在DP从站开发中的应用,涵盖的范围包括传输介质、RS-485接口隔离电路、RS-232接口隔离电路和微处理器监控电路,及从站工作机制、指令冗余和软件陷阱技术。

浅谈单片机控制系统软件抗干扰方法

单片机的应用环境往往比较复杂,面临各种干扰,其可靠性问题已经成为研究热点。软件抗干扰技术与硬件抗干扰技术相比,不仅设计灵活,节约硬件资源,成本低,同时还由于它是一种干扰过后的补救手段,因此通用性强。文章介绍了如何在软件中利用数字滤波技术将混入有用数据中的噪声剔除,如何利用指令冗余、软件陷阱技术来防止程序跑飞,以及如何利用WATCHDOG来监视程序运行。

软件抗干扰在单片机控制系统中的应用研究

分析软件干扰的来源及影响,提出几种有效可行的软件抗干扰方法,如"数字滤波"、"数据重复输出"、"软件冗余"、"软件拦截"、"看门狗"等技术,来提高单片机应用系统的可靠性。

单片机在应用中的软件抗干扰技术

针对单片机在应用中的不同干扰后果,从单片机应用系统设计的角度探讨了不同的软件抗干扰技术,并给出了部分软件抗干扰技术的程序。

单片机系统软件可靠性设计的研究

在分析程序计数器 PC"走飞"成因及其后果基础上,全面阐述了指令冗余、软件陷阱等常见软件可靠性设计方式、优缺点,提出了一种程序模块间的远程拦截技术,较好地解决了 PC"走飞"带来的单片机控制系统可靠性问题,完善了单片机控制系统软件可靠性设计技术。

软件抗干扰技术在单片机系统设计中的应用

该文探讨了软件抗干扰技术研究的主要问题,系统分析了单片机系统设计中的软件抗干扰技术,对常用的指令冗余、拦截以及看门狗等设计方法进行了深入研究,并给出了具体的实现方法,对实际应用具有一定的指导作用。