基于转移指令特性的动态翻译算法

摘要： 针对传统方法统一转译转移指令导致翻译器效率较低的问题,基于转移目标地址在函数内外的不同特征,提出了直接映射和指令类型转译策略组合的动态翻译方法.对函数内转移指令,直接采用目标架构中对应的分支指令进行映射,通过转移前后指令翻译码的无缝链接,高效转译了条件分支指令,且无需生成源寄存器到内存同步指令;对函数间转移指令,区别对待函数转移和其他转移指令,通过将源程序函数转移指令属性继承给翻译码以提高目标机转移预测器准确率.基于EEMBC(Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)测试基准的实验表明,该方法使转移指令翻译码执行指令数平均减少58.9%,转移预测器命中率平均提高80.7%,翻译器整体性能提高12.3%.     

基于随机指令注入的抗旁路攻击硬件防护技术

提出一种基于随机指令注入的抗旁路攻击硬件防护技术,通过在处理器内部嵌入一个指令自动产生与插入模块,在处理器运行过程中实时产生一些随机的指令并随机插入到正常指令执行序列中,打乱正常指令执行时序,起到了随机延迟与功耗混淆的作用,克服了现有软件随机延迟技术存在的缺陷.采用影子寄存器等策略解决随机指令执行与正常指令的冲突问题;通过采用配置寄存器来灵活地对随机指令注入功能进行控制,减少了系统防护开销,提高了防护效率.实验结果表明该技术比现有随机时间延迟技术安全性更强而且开销更低.     

多发射处理器的指令调度算法研究

RISC体系作为精简指令集计算机的兴起,使得多发射处理器的指令调度算法成为研究热点.本文从程序块划分和执行角度,讨论了多发射处理器的指令调度算法,介绍了几种局部指令和全局指令调度的影响力较大的算法.它们通过指令调度的优化,提高多发射处理器内部功能部件的执行并行性.本文还给出了进一步研究方向,构造多发射结构多处理器并行处理系统,实现处理器之间的并行技术和处理器内部的并行技术的整合.     

为具有复杂指令的嵌入式DSPs进行代码选择

研究了嵌入式数字信号处理器进行代码产生时的指令选择问题,研究复杂指令如何影响寻求最优的树覆盖,同时介绍一个两遍指令选择模型,这种选择模型能够很好的开发和利用可用的指令级并行性.这种技术和以前的工作相比能显著的提高代码的质量,这一点已经在很多的DSP上得到了验证.     

一种具有指令集随机化的代码虚拟化保护系统

为了提高攻击者逆向分析软件程序的难度,结合代码虚拟化保护技术,研究并实现了保护系统ISRVMP(具有指令集随机化的虚拟机保护).ISR-VMP通过将本地x86指令转换成自定义的虚拟指令,在程序运行过程中,由一个虚拟解释器解释执行生成的虚拟指令,从而实现程序中对应的本地x86指令的功能.另外,ISR-VMP还采用了指令集随机化的技术,使得软件在保护后具有代码多样性的效果,能够进一步阻碍攻击者的逆向分析.理论分析和实验结果显示:ISR-VMP能够在较小的时空消耗基础上大幅增加攻击者逆向分析的难度,提高软件的安全性.     

基于静态指令分配的多模块ROP自动构造方法

返回导向式编程(ROP)是一种可有效绕过数据执行保护(DEP)机制的技术.已有的ROP自动构造技术缺少对ROP模块转换过程的静态指令分配的优化,导致ROP载荷需占用大量内存空间.为解决这一问题,基于已有的ROP自动构造系统Q,针对多模块ROP的模块转换过程,设计了新的静态指令分配规则SIA.SIA通过静态指令分配,构造中间指令序列;通过动态数据填充,实现ROP模块转换过程中的寻址与指针修改.实验表明,相比已有技术,通过SIA规则构造的多模块ROP载荷降低了内存空间占有率,提高了ROP载荷的实用性.     

三维工艺装配指令在生产现场的应用

为实现飞机装配的全三维化,提出生产现场中三维工艺装配指令的实现方法.将三维工艺装配指令中零件三维模型与零件列表相关联,利用文字与仿真动画相结合的技术,实现生产现场装配指令的三维化.实践表明该三维工艺装配指令能更好地表达其所包含的工艺信息,有利于指导现场装配,提高飞机装配效率.     

提高计算机系统性能的若干技术

随着现代计算机技术的迅猛发展,如何提高计算机系统的性能变得十分重要,而提高计算机系统性能的方法有多种.本文讨论了目前计算机主要采用的技术方法,如多级存储体系技术、中断技术、总线控制技术以及指令重迭和流水线控制技术.     

基于有界模型检测的门级软件自测试方法

提出了基于有界模型检测的门级软件自测试方法.将处理器中的模块简化成约束模块,缓解状态爆炸问题.将难测故障的触发条件逐个转化成性质并且采用有界模型检测技术,搜索触发这些性质的违例.最后,将违例映射成测试指令序列,并为测试指令序列添加观测指令序列,构成自测试程序.实验结果表明:该方法在不引起状态爆炸问题的情况下,有效地测试控制器中难以测试的故障,提高了在线测试的测试质量.     

微机控制脉冲MIG焊机控制系统抗干扰设计

针对微机控制脉冲MIG焊机控制系统抗干扰问题进行了研究设计.系统分析了可能影响焊机正常工作的各种干扰产生的原因,并在电路设计、PCB制作及程序编制的过程中采取了相应的措施.其中硬件措施有屏蔽技术、去耦技术、滤波技术、隔离技术及接地技术等;软件措施有看门狗、冗余指令和数字滤波等.实践证明这些措施解决了控制系统的干扰问题.