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题目:SPARC V8处理器数字化仿真测试平台设计与实现

关键词:航天、嵌入式系统、SPARC V8、仿真测试平台

  摘要



       随着我国航天事业的飞速发展,航天嵌入式系统的复杂程度越来越高,传统硬件先行开发模式的弊端日益凸显,亟需能满足软硬件协同开发的虚拟化产品出现。利用基于软件虚拟化的仿真测试平台,能够避免硬件条件对软件开发的制约,辅助开发人员对系统进行可靠性验证,达到控制风险和缩短研发周期的目的。

       本文所提出的仿真平台是针对航天院所需求的SPARC V8处理器数字化仿真测试平台,系统主要难点在于实现对SPARC V8处理器的周期级仿真,即精确到处理器每个时钟周期,实现与实际硬件无差别的仿真效果,同时提供用户定制的测试接口,并由界面负责与后台交互。针对上述难点需求,本文对以下内容进行了研究和实现:


SPARC V8处理器周期级仿真功能实现。能够对目标程序进行加载和解析,支持指令集中除协处理器指令外全部116条指令仿真,模拟真实处理器五级流水线指令执行,实现片上片外设备、寄存器、存储层次仿真,完成中断、陷阱响应处理机制。

辅助测试功能实现。包括覆盖率统计,故障注入和数据采集功能,实现覆盖率统计及统计文件生成,支持用户自定义实现故障注入与数据采集。

用户图形界面实现。支持用户通过可视化界面配置虚拟硬件平台,进行辅助测试功能的可视化操作。


       目前,SPARC V8处理器数字化仿真测试平台已开发完成并交付给用户使用,该平台在主频为2.8GHz的x86计算机上功能仿真可达到20MIPS,时序仿真达到1MIPS以上,与真实硬件运行周期对比,精度偏差在2%以内。用户可通过前台界面搭建虚拟硬件平台并进行目标系统测试。