EC汽车技术指令体系与ECE汽车技术法规体系之间差别与关联

欧洲由许多独立的主权国家组成,但由于地缘上的关系,欧洲各国的政治、经济关系非常密切,因此欧洲各国在对汽车产品的管理上采取了统一的制度,对汽车产品(M、N、O类车辆)制修订并实施统一的技术法规,包括欧洲联盟的汽车技术指令(即:EC汽车技术指令)和欧洲经济委员会的ECE汽车技术法规.

Hunter:一种指令集体系结构无关的二进制级动态测试用例生成技术

动态测试用例生成技术是一类新兴的软件测试技术。由于使用该类技术无需任何人工干预,也无需验证人员具备任何专业知识,同时该类技术能够无误地发现程序错误,越来越多的研究者采用该技术查找预发布的二进制级软件错误。然而,已有的该类技术及其实现系统不具有可重定向性,只能处理面向某种特定指令集体系结构(ISA)的二进制代码,进行测试用例的生成与查错。本文提出了一种全新的指令集体系结构无关的二进制级动态测试用例生成技术,以及实现该技术的系统Hunter。与已有的动态测试用例生成技术不同,Hunter具有极强的可重定向性,可对任何指令集体系结构的二进制代码进行查错,定向地为其生成指向不同执行路径的测试用例。Hunter定义了一套元指令集体系结构(MetaISA),将在二进制代码执行过程中收集到的所有执行信息映射为MetaISA,并对生成的MetaISA序列进行符号化执行、约束收集、约束求解以及测试用例生成,从而使整个过程与ISA无关。我们实现了Hunter,将其重定向至32位x86、PowerPC和Sparc ISA,并使用该系统为6个含有已知错误的测试程序查错。实验结果表明,由于MetaISA的引入,只需很小的开销,Hunter系统即可容易且有效地重定向至不同的ISA,并且Hunter能够有效地发现面向32位x86、PowerPC和Sparc ISA编写的二进制应用中隐藏极深的错误。

指令分层过滤体系在通用CPU模拟器设计中的应用

该文提出了一种新的指令集模板格式----指令分层过滤体系,解决了传统指令集模板格式适用面较窄以及特殊情况下效率较低的问题,并使用该方法设计了一个可定制的通用CPU模拟器GSim。

面向固件代码分析的虚拟指令集体系结构设计

传统虚拟指令集体系结构不能同时满足简单性和高效性的要求。为此,提出一种面向固件代码分析的虚拟指令集体系结构构造方法。设计多目标固件代码分析平台,在可配置虚拟硬件结构的基础上,获取最小完备指令集,并说明扩展虚拟指令集的方法。实验结果表明,该方法能降低翻译代码膨胀率,目标指令模拟时间比传统方法减少19%～35%。

一款基于SPARC V8指令集体系结构的系统芯片的功能验证

处理器的设计越来越复杂,如何对处理器进行完备的功能验证面临着巨大的挑战.针对一款基于可扩展处理器架构(scalable processor architecture,SPARC)V8指令集体系结构的系统芯片进行验证,提取了该芯片的验证功能点,搭建了结果自动比对的验证平台.该平台采用定向测试用例生成和约束随机测试用例生成相结合的方式产生测试用例以支持各种功能场景的验证.项目仍处于验证实施过程中,目前已设计了170个测试用例,对125个验证功能点中的109个进行了覆盖,达到了84%的功能覆盖率,并发现了7处设计错误.

专用指令集处理器系统级设计方法

以专用指令集处理器(ASIP)为核心的SoC系统是基于特定应用,设计嵌入式处理器的一个重要发展方向。给出了一种高效的系统级指令集模型设计空间搜索和体系结构仿真的方法。该方法可以在设计的早期阶段对软件和硬件进行协同设计和仿真,针对应用优化系统性能。利用该方法成功设计的ASIP系统,完成基4-64点DIF FFT需要310个时钟周期。

ECC专用指令处理器软硬件协同设计

提出了一种专用指令处理器的软硬件协同设计方法,该方法可以在设计的早期阶段对处理器进行系统探索和验证。根据椭圆曲线密码算法的特点,并按照专用指令处理器的设计原则,以椭圆曲线密码运算基本操作及运算存储特性为基础,设计了超长指令字ECC专用指令处理器的指令集结构模型。根据处理器的指令集结构模型,以指令模拟器为基础,搭建了处理器的软硬件协同验证平台,从系统设计、RTL描述和FPGA硬件原型3个不同层次对处理器进行了验证。

VISA:基于动态二进制翻译优化技术的可扩展体系结构

体系结构设计经常要在代码兼容和结构创新之间进行折衷。保证代码兼容的体系结构难以引入创新性的体系结构技术,或者导致最终结构变得相当复杂。本文提出一种基于动态二进制翻译优化的可扩展处理器结构VISA。VI-SA在实现兼容的前提下拓展了体系结构设计的空间。模拟结果显示,VISA性能优于现有的动态二进制翻译优化框架,并有更高的性能潜力和扩展空间。

UNICORE体系结构中动态转移预测机制的研究与设计

本文采用投合预测器 (Agreepredictor)的设计思想扩展UNICORE体系结构 ,旨在评测转移预测器中各项配置对单发射流水线结构的性能影响 ,为UNICORE体系结构改进提供定量依据 .实验基于系统级模拟器 ,综合转移预测策略和转移目标缓冲器行为进行完整模拟 ,结论对于其它采用单发射流水线结构的微处理器设计具有较好的借鉴意义 .

数据并行计算机体系结构研究

通过对国内外并行计算机体系结构的分析与研究,提出一种面向多媒体应用的嵌入式数据并行计算机体系结构模型,将可重构总线与PIM技术相结合,弥补传统PIM体系结构下处理元之间通信复杂度高、结构可适应性弱等不足。描述其主要部件的功能和结构,定义该体系结构计算机的指令集,通过一个典型的算法样例介绍其汇编语言程序组成和并行计算过程。

基于ARM体系看嵌入式处理器的发展

随着科技的巨大进步,嵌入式技术的发展越来越成熟,嵌入式处理器逐渐成为应用的主流,并且有逐渐占领中高端市场的趋势。本文介绍ARM体系的历史以及发展过程,ARM体系的指令集,嵌入式处理器,同时在ARM体系中看到嵌入式处理器的优势所在,以及未来发展的潜力以及挑战。

面向二进制移植的虚拟化技术

从ISA和ABI两种不同层次出发,探讨了当前二进制移植存在的问题,分析了其对应解决方法的优劣,明确了虚拟化技术是实现二进制移植的重要手段。研究了支持ISA或ABI间二进制移植中的三种虚拟化方法,即解释和二进制翻译、资源虚拟化、内核虚拟化。提出了一种结合动态二进制优化技术的高效进程虚拟机Long-Win,其支持Windows应用程序在Linux操作系统上运行,实验结果表明,其性能与Wine相比提高了6%～10%。

VLIW处理器ISA建模与辅助软件优化技术

在基于VLIW结构的分组密码专用处理器设计过程中,研究了VLIW处理器的指令集体系结构建模技术。设计了一个指令精确的指令集模拟器,通过附加一个流水线相关及停顿统计模块,实现了周期精确的程序运行统计和流水线停顿统计。结合指令集模拟器、汇编器以及调试器,设计了一个面向VLIW处理器的辅助程序优化环境。利用模拟器和调试器来评估程序的指令级并行度以及资源占用情况,辅助程序开发者优化VLIW处理器程序,从而达到软硬件协作开发VLIW处理器指令级并行性的最终目的。

小型化需求下的复杂嵌入式计算系统新型架构

近年来某些领域的复杂嵌入式计算系统对于小型化的需求越来越迫切,但是常规的小型化设计手段存在处理器运算负荷加重,需要频繁处理中断事件等缺陷。针对这样的问题,提出了一种复杂嵌入式计算系统的新型硬件架构,该架构将处理器模块与接口模块合并为一个模块,去除了原接口模块中的协处理器及相关芯片,在现场可编程门阵列中集成一个指令执行电路来依据主处理器提供的指令自动进行各接口数据的发送、接收和预处理工作,减轻了主处理器的运算负荷,并且主处理器也无需频繁访问接口和处理接口中断。实际应用表明,该新型架构达到了体积小,功耗低,重量轻的设计目的,并且解决了常规小型化设计方法所存在的问题,可以在各领域的复杂嵌入式计算系统小型化设计中进行推广。

动态二进制翻译基础平台CrossBit的设计与实现

二进制翻译是指把一种机器平台上的二进制可执行程序经过转换后运行在另一个机器平台上的过程,它解决了二进制代码在异构机器平台上的迁移问题。该文介绍了二进制翻译的工作原理,阐述了CrossBit动态二进制翻译基础平台的设计思路与关键实现,包括其系统架构、工作流程和中间指令的设计。实验数据表明,二进制翻译技术的性能优于传统软件解释技术。

DSP引导功能的使用

主要讨论TI公司TMS320C6000系列通用数字信号处理器的芯片自引导方式,针对开发者在实现自引导时可能遇到的问题,结合实例给出了ROM引导的具体实现方法。

新书推荐计算机组成与系统结构(第3版)

内容简介本书主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术,主要内容包括指令集体系结构、数据的表示和存储,以及实现指令集体系结构的计算机各部件的内部工作原理、组成结构及其相互连接。本书共分9章:第1章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍;第2—3章主要介绍数据的机器级表示和运算,以及运算部件的结构与设计;第4—6章介绍指令系统、各种CPU设计技术及指令流水线;第7章主要介绍包含主存、外存、cache和虚拟存储器在内的存储器层次结构;第8章介绍总线互连及输入输出系统;第9章介绍并行处理计算系统的基本硬件结构和并行程序设计编程模型。

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计算机组成与系统结构(第3版)“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,引领计算机组成领域系统教学改革方向,强调计算机系统能力的培养。内容简介本书主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术,主要内容包括指令集体系结构、数据的表示和存储,以及实现指令集体系结构的计算机各部件的内部工作原理、组成结构及其相互连接。本书共分9章:第1章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍;第2—3章主要介绍数据的机器级表示和运算。

面向VLIW处理器的分支调度优化算法

分支调度是一种有效消除分支指令延迟的指令调度技术,对于提升VLIW类处理器的性能非常重要。提出了一个针对分支延迟槽的指令调度优化算法。该算法面向VLIW体系结构,根据程序依赖图选择合适的候选指令序列;通过建立代价收益模型为分支延迟槽产生一个收益较大的指令调度序列。实验数据表明,分支调度算法可以平均提升12.9%的应用程序性能。