Cortex-M全系统模拟器的研究和实现

Cortex-M全系统模拟器的研究和实现

作者:师大云端图书馆 时间:2016-06-07 分类:硕士论文 喜欢:3862
师大云端图书馆

【摘要】本文实现了一个ARMCortex-M系列内核的全系统嵌入式模拟器。通过对不同类型的模拟器进行分类和比较,本文首先确定了整个系统的需求。并根据需求划分了内核模拟、调试接口、外设模拟、用户接口等模块。分析比较了各种不同的组织模块的方式,基于多进程的架构,对不同的模块进程进行合并,最后将模拟器分为了数个进程进行实现。根据ARMCortex-M系列指令集的特点,本文设计了一个模拟器内核,实现了包括指令集、中断控制器、地址空间等方面的模拟。对不同的指令集实现方式作出了比较,并用解释执行的方式实现了一个指令集执行引擎。根据ARM地址空间的特点,提出了一种存储器模型,将所有地址空间统一到一个模型中。并着重对Cortex-M系列的NVIC进行了分析,比较了NVIC与传统ARM异常中断处理机制的区别,实现了NVIC的中断优先级、中断嵌套等高级功能。本文通过首先对内核总体框架的构建,并介绍重要数据结构和接口函数的方式,给出了整个模拟器内核的具体实现。除模拟器内核之外,本文还针对嵌入式系统使用中非常重要的调试功能,设计并实现了模拟器的调试模块。基于GDB调试器和与之相关的RSP协议,分析了GDB远程调试的原理和实现机制。着重分析了RSP协议与GDB相关指令的映射关系,以及通过RSP协议与GDB通信的原理。在模拟器内核中添加了GDBStub,从而使得模拟器上运行的程序可以通过GDB来进行远程调试,利用了其优良的调试功能。根据嵌入式系统对处理器与外设之间的需求以及各种不同外设之间的区别和联系,本文提出了基于软件和基于硬件的外设模拟方式。在软件模拟方式中,提出了一种外部设备模型,并比较了多种软件模拟的架构,改进并实现了其中一种架构,并以Systick为例介绍了外部设备模型的具体实现。本文也提出了一种基于硬件的外设模拟方式,具体描述了其结构和原理,定义了一种硬件与模拟器内核通信的接口协议,并实现了其接口。文章在最后总结模拟器的实现过程中的不足,指出了在一些有待解决和改善的问题,并列出了可进一步开展的工作。
【作者】周明君;
【导师】许武军;谢愉;
【作者基本信息】东华大学,电子与通信工程(专业学位),2014,硕士
【关键词】模拟器;存储器模型;GDBStub;外部设备模型;硬件模拟外设;

【参考文献】
[1]朱瑛.论抗战时期新疆抗战文化[D].华东师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2003,硕士.
[2]罗靖昆.编组站日班计划编制及执行的改进研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2013,硕士.
[3]于铁梁.基于ARM11远程家居视频监控系统的设计与实现[D].西安科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[4]卢杰.铁路危险货物运输事故应急预案编制方法研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[5]李琛.木质剩余物纤维多孔型材料制备及缓冲特性研究[D].东北林业大学,森林工程,2013,博士.
[6]张力.后危机时代我国中小企业融资困境与对策研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[7]白涛,吴智铭,杨根科.基于CAN网的模糊优先级配置策略[J].控制与决策,2005,03:285-289+293.
[8]李冬梅.中国新加坡课程文化比较[D].东北师范大学,教育,2003,硕士.
[9]孙翔巍.泰西煤矿开采沉陷规律及其对周边水利工程的影响研究[D].中国地质大学(北京),地质工程,2014,硕士.
[10]王森森.习近平文化软实力思想研究[D].海南大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[11]黄俊芝.分阶段、针对性孕期健康教育对降低剖宫产率的应用研究[D].山东大学,护理学,2013,硕士.
[12]张剑,龚俭.面向滥用检测的反馈预测机制[J].计算机科学,2004,01:59-61+102.
[13]张锦兰.忠实、通顺、生动[D].安徽师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[14]卢松涛,王志达,陈艳,吴晓宏.无粘结剂三维石墨烯-硫正极的电化学性能研究[J].材料科学与工艺,2014,03:7-10.
[15]周宏广,周继承,刘长生.基于策略模式的缺损数据处理方法[J].长沙航空职业技术学院学报,2004,02:47-50.
[16]饶维,蔡蓉,陈星,刘玉楠,陈红军,张朝晖,聂利华.氧化石墨烯表面新型磁性四溴双酚A印迹复合材料的制备及吸附性能[J].高等学校化学学报,2013,06:1353-1359.
[17]杨艳红.陕甘宁边区农业劳动互助研究[D].延安大学,中共党史,2014,硕士.
[18]张红岩.BiFeO_3基薄膜的老化和自极化机理研究[D].济南大学,材料科学与工程,2012,硕士.
[19]杨能普,杨月芳,冯伟.基于模糊贝叶斯网络的铁路危险货物运输过程风险评估[J].铁道学报,2014,07:8-15.
[20]刘静.城镇化背景下农村教学社区研究[D].湖南大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[21]杜玙璠.红外微波兼容材料的制备及性能研究[D].北京交通大学,2010.
[22]徐奇.法国巴士底歌剧院的车台系统[J].演艺设备与科技.2004(04)
[23]郭云丽.小学校园文化建设的现状与对策研究[D].辽宁师范大学,教育管理(专业学位),2012,硕士.
[24]董坤.妊娠期子宫平滑肌PPARα的表达在维持妊娠或发动分娩中的作用[D].山东大学,妇产科学,2013,硕士.
[25]李永芳.朱译莎剧的经典生成[D].浙江大学,英语语言文学,2014,硕士.
[26]凌杏红.PEM图像重建算法的研究及应用[D].杭州电子科技大学,模式识别与智能系统,2014,硕士.
[27]曲康,浦群,单国荣.有机-无机杂化柔性硅气凝胶的制备与表征[J].化工学报,2014,01:346-351.
[28]杨峰.NOD序列部分和与随机和的精细大偏差[D].湖北大学,概率论与数理统计,2011,硕士.
[29]李影.确立生产要素按贡献参与分配原则的主要依据及对策[D].河南大学,政治经济学,2004,硕士.
[30]周登宪.人民币区域国际化[D].山东大学,工业工程(专业学位),2012,硕士.
[31]李书涛.城市轨道交通与常规公交换乘能力可靠性分析[D].北京交通大学,2008.
[32]童心.新媒体艺术对展示性公共空间的介入及重塑手段[D].湖南大学,建筑学,2012,硕士.
[33]刘艳艳.建国以来中国共产党对农业现代化目标的探索及其启示[D].曲阜师范大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[34]王秀娟.抗凝护心Ⅱ号对急性心肌梗死后大鼠MMPS与CGRP的影响[D].黑龙江中医药大学,中西医结合临床,2004,硕士.
[35]黄辉.内切葡聚糖苷酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的克隆及表达[D].安徽工程大学,微生物学,2012,硕士.
[36]郑徐豪.便携式自动扶梯综合安全性能检测仪研究[D].重庆大学,光学工程,2014,硕士.
[37]王春儒.26岁的“纳米王子”——富勒烯纳米功能材料[J].高科技与产业化,2011,12:57-60.
[38]尹慧.从奉献主义到生命本位[D].湖北大学,教育学原理,2012,硕士.
[39]付明亮.电路板上组装焊点贮存失效机理研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2014,硕士.
[40]倪健,吴继友,蒋本和.赤松林受虫害后生物学及光谱学特征的变化[J].植物生态学报,1994,04:322-327.
[41]詹骞.科学社交网络可信度机制初探——以果壳网、科学松鼠会为例[J].当代传播,2015,01:47-49.
[42]李莎.云南省社会保障卡发行服务管理系统开发[D].电子科技大学,软件工程(专业学位),2012,硕士.
[43]方玉洁.包商银行绩效评价体系构建研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[44]刘述.弹箭飞行数据气动力参数辨识分析[D].中北大学,弹箭飞行与控制工程,2013,硕士.
[45]张慧文.《科学》课程中的探究教学[D].华中师范大学,2005.
[46]胡玲艳.脉冲燃烧技术在台车炉温度控制系统中的应用[J].冶金自动化,2011,06:55-58.
[47]曲乃霞.市场导向、组织学习与企业绩效的关系研究[D].吉林大学,企业管理,2013,硕士.
[48]邢燕玲.荒漠化草原区牧户应对灾害的对策比较研究[D].内蒙古大学,区域经济学,2014,硕士.
[49]张帅.基于ITS的智能乘客信息系统研究[D].河北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[50]李鹏.闽中地域特色的沙县旧城建筑设计[D].重庆大学,建筑学(专业学位),2014,硕士.

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