基于Gem5的CM3仿真器的研究与实现

在嵌入式领域,业界主要使用ARM公司Keil系列仿真工具进行ARM嵌入式系统开发,芯片仿真是其重要功能之一。然而ARM Keil是国外商业软件,购买License价格不菲,且仿真器也是影响芯片验证和软件开发的关键技术之一。针对上述情况,以Cortex-M3芯片为例设计了一种基于开源模拟器Gem5的系统调用仿真方法。首先,分析Gem5模拟器的源码结构、运行过程以及指令集仿真流程,描述Gem5仿真原理。然后,通过为Gem5添加Cortex-M3寄存器和指令集支持实现Cortex-M3在Atomic SimpleCPU的SE(System Emulation)模式下的仿真。最后,设计了灵活可扩展的指令集自动化测试工具,以验证指令功能是否正确仿真。实验结果表明,经过充分测试实现的仿真器能够正确仿真,且仿真效率较高,提供了一种开源、技术可控的Cortex-M3的软仿真方案。