嵌入式虚拟机管理器内存虚拟化方法研究

随着计算机科学技术的快速发展,对于计算机硬件以及软件的应用更加多元化,嵌入式虚拟机管理技术就是其中一个比较典型的使用案例。客户操作系统顺畅运行离不开嵌入式虚拟机管理器,需应用嵌入式虚拟机管理器对硬件资源(3种硬件资源)虚拟化,而支持虚拟内存的客户操作系统则需要对CPU存储管理单元页表虚拟化。该文主要研究的是NXP公司的PowerPC架构处理器,以此为例来详细地说明CPU的存储管理单元以及管理方法,从而提出CPU的存储管理单元虚拟化的需求。从5个典型性虚拟机管理器软件的内存虚拟化研究方案中可得出虚拟化问题的有效解决方案,此方案包括软件影子页表、硬件支持特性,软硬件结合中的多种方案,能进一步解决CPU存储管理单元(MMU)页表虚拟化问题。     

SPARC V8处理器中存储管理单元的设计

存储管理单元MMU(Memory Management Unit)是各种微处理器用以实现虚拟存储的关键部件。针对SPARCV8结构处理器的需求,提出一种MMU的设计方案。分析了虚拟地址到物理地址的映射关系,通过采用转换后备缓冲区TLB(Translation Lookaside Buffer)加快了SPARCV8处理器在多任务处理时虚实地址的转换;以页式存储为依据,为页面的读、写、执行等访问提供了保护机制;并在异常发生时根据访问类型进行相应的异常处理。结论表明,该设计方案是可行的、有效的;并且可作为其它处理器MMU设计的基础。     

在数字电路验证中使用模型检验

形式化方法作为仿真方法的补充,为电路功能验证提供了新的途径.介绍了形式化验证方法之一,模型检验的理论基础和实现方法.介绍了分支时态逻辑CTL、CTL的固定点算法,二元决策图BDD,以及符号模型检验方法.最后使用SMV工具在一个CISC处理器的存储管理单元(MMU)上应用了模型检验,验证了模型检验在模块级验证中的可行性.     

一种ARM处理器仿真器的设计

介绍了目前流行微处理器仿真技术,在此基础上提出了用面向对象语言(java)实现ARM处理器的仿真的设计思路。把软件仿真处理器划分为5个部分:指令集仿真,MMU仿真,CACHE仿真,流水线仿真,处理器内部寄存器仿真。重点介绍了指令集,MMU和流水线仿真的设计思路。     

嵌入式Linux的ARM交叉编译环境

在数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式技术越来越与人们的生活紧密结合。Linux操作系统是一种性能优良、源码公开且被广泛应用的免费操作系统,由于其体积小、可裁减、运行速度高、良好的网络性能等优点,使之成为广泛使用的嵌入式操作系统。ARM嵌入式处理器是目前应用在嵌入式系统领域中,占有率最高的处理器。ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能,其全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。ARM9系列微处理器主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机和数字摄像机等。随着Linux2.6内核的发布,Linux向现有主流的RTOS提供商在嵌入式系统市场(例如VxWorks和WinCE)提出了巨大挑战,Linux具有许多新特性,将成为更优秀的嵌入式操作系统。本文着重介绍arm交叉编译环境的建立以及Linux2.6.16.52内核编译。     

使用嵌入式处理器的水声调制解调器控制系统设计方法与研究

提出了一种使用带有嵌入式处理器的FPGA实现水声调制解调器控制系统的方法,根据声波通信的数据特点选择适合的通信总线搭建系统结构,设计出合理的软硬件协同工作流程和中断控制信号。通过在Xilinx VirtexIVFPGA的嵌入式MicroBlaze软处理器上实现并通过软硬件协同验证,表明所设计的控制系统能够准确控制整个数字信号处理过程,实时监控电路工作情况,性能稳定可靠。     

嵌入式车载终端的控制系统

设计了一种新型的嵌入式车载终端,以汽车黑匣子、GPS终端为基本功能框架,采用SoC技术,以32位ARM处理器和嵌入式uCLinux为核心,融合CAN总线技术,通过CAN网络和汽车内部控制系统无缝集成,其它的辅助和扩展功能(如蓝牙、DVB-T、导航、报站器、LED控制等)以CAN总线节点方式扩展,实现“即插即用”。     

内存管理单元MMU虚拟化代价研究

虚拟化技术在计算系统中的作用日益重要.越来越多处理器内集成了MMU内存管理单元为内存虚拟化提供支持.基于SPARC平台,对hypervisor MMU虚拟化机制进行深入探讨,并对虚拟化代价进行分析:MMU虚拟化代价主要来自于Guest OS对MMU操作时的hypercall调用以及访存异常的处理代价.实验表明:data_real_translation_miss,IMMU_miss_HWTW和mmu_map_addr等hypervisorAPI和异常处理成为MMU虚拟化代价的重要因素,MMU支持下hypervisor虚拟化引入了很小的性能开销.     

使用嵌入式处理器的水声调制解调器控制系统设计方法与研究

提出了一种使用带有嵌入式处理器的FPGA实现水声调制解调器控制系统的方法,根据声波通信的数据特点选择适合的通信总线搭建系统结构,设计出合理的软硬件协同工作流程和中断控制信号。通过在Xilinx VirtexIV FPGA的嵌入式MicroBlaze软处理器上实现并通过软硬件协同验证,表明所设计的控制系统能够准确控制整个数字信号处理过程,实时监控电路工作情况,性能稳定可靠。     

基于VxWorks的PowerPC750 MMU初始化流程和内存保护策略分析

通过西北工业大学自主研发且具有知识产权的"龙腾"R2徼处理器的调试,验证平台下仿真生成的数据及日志文件,分析出VxWorks操作系统下MMU初始化的一般流程,然后对PowerPCT50处理器的MMU初始化流程进行了详细论述.最后,还提出了在VxWofks下利用MMU为私有数据和共享数据提供内存保护的一种策略.     

基于SRAM的MMU新设计方法

采用了新的模拟模块的设计方法，可以高效地实现MMU设计所要求的快速建立虚拟地址和物理地址映射的功能，并且该方法在缩小MMU面积上和缩短设计流程上有所创新，比较同类其他设计方法在性能上要优越得多，并给出了该设计方法在某公司的C340项目的应用实例．     

混合式可重构数字多核并行处理器平台

一种高性能、RISC-VLIW融合的多核、可重构数字媒体处理器已经从专利发明顺利形成了一个先进的数据处理器设计平台(Digital Multi-processor Platform)。研发的结果体现若干先进处理器技术的融合。(1)应用:低功耗并行运算处理覆盖数字信号处理(DSP)、数字媒体处理(DMP)和超级并行处理器(SPP)的应用扩展领域;(2)体系结构:精简指令(RISC)和超常指令字(VLIW)处理器融合于同一个可配置的平台;(3)运算能力:处理器群调用异构的通用处理器核,使用两类处理器核实例:通用处理器核(包括ALU等的通用运算)和专用处理器核(包括DDCU的用户自定义运算核);(4)可配置和可重构:硅编译器、SoC集成工具、用户自定义运算单元、多核间的和槽内的流水线、包括运算单元的现场编程;(5)设计自动化平台:专用工具用于设计、分析与验证;与商业电子自动化设计(EDA)流程接口;(6)产品模式:硅知识产权(Silicon IP)、通用处理器芯片系列(IC Series)、定制单片系统(SoC)。命名为Fusion的融合式数字多核处理器平台把数个先进处理器技术集成到一个统一的体系结构和设计环境之中...     

基于HHARM2410-Audio—R1的嵌入式音频系统设计

介绍了一种基于S3C2410处理器和嵌入式Linux的音频采集与传输系统．通过语音设备获取卖时音频信号,经嵌入式音频系统处理后利用以太网进行传输,整个系统建立在嵌入式结构上。主要阐述了嵌入式音频系统的设计、主要结构、工作原理、主要特点,指出系统在成本、体积、性能、可靠性、通用性方面所具有的优势。     

基于ARM9的测控系统设计

本文给出了项目的整体设计方案,并实现了以ARM9微处理器为核心的中央控制单元为核心的终端测控节点设计,对中央控制单元采用的微处理器S3C2410A进行了介绍,并从硬件角度说明了课题研究的嵌入式分布测控系统的组成及设计。     

基于ARM处理器的嵌入式防火墙安全保护机制

针对传统的防火墙监测成本高、实现难的问题,提出了一套基于ARM处理器的嵌入式防火墙安全保护机制,给出了嵌入式防火墙的总体框架及软硬件架构设计,选用了性能良好的S3C2410X嵌入式芯片,对嵌入式防火墙的网卡驱动、应用程序的关键技术进行详细研究,并对基于ARM处理器的嵌入式防火墙的通信性能进行了对比测试,其通信速率可达15.5 Mpbs左右,比一般的处理器通信性能提高2.15倍.     

基于March C+算法的Memory BIST设计与实现

随着信息技术的发展,设计越来越复杂,嵌入式存储器在SoC芯片面积中所占的比例越来越大,由于本身单元密度很高,嵌入式存储器容易造成硅片缺陷,降低了芯片的成品率．针对投影仪梯形校正项目嵌入的存储器模块存在的故障等问题,讨论了基于MarchC＋算法的BIST的设计与实现,并对BIST进行改进,完成对存储器故障的检测和定位,整个测试故障覆盖率接近100％、测试时间为35．546ms．     

基于MiniGUI的嵌入式媒体播放器的设计与实现

随着嵌入式系统的不断发展,处理器性能的不断提升,存储系统容量的不断扩大,各种多媒体应用程序被移植到嵌入式系统中,多媒体组件成为其不可或缺的重要组成部分。本文在比较如今流行的几种嵌入式图形系统的基础上,提出了基于MiniGUI的嵌入式媒体播放器的设计与实现方法。     

基于ARM处理器的嵌入式工业控制WEB服务器的设计研究

提出基于ARM处理器的嵌入式工业控制WEB服务器的设计,可以实现将大量工业现场不具备网络接入能力的仪器仪表,自动控制装置通过嵌入式web服务器接入Internet;并介绍了该服务器的设计背景、软硬件设计架构、技术难点解决和功能、性能情况.     

应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略设计

为了降低嵌入式应用系统的功耗和成本,设计实现了一种应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略.该功耗动态管理策略包括多工作模式切换、动态频率调节、动态电压调节和快速可变的电压供给单元全集成,在满足功能和性能要求的基础上,根据处理器执行任务的需求变化,切换处理器的工作模式,动态调节工作频率与工作电压,降低功耗;快速可变的电压供给单元也集成于处理器中,支持工作电压的实时快速调节,降低系统成本.基于嵌入式应用系统样机的验证结果表明,应用系统执行不同的进程任务时,功耗均有效下降.在嵌入式应用系统中采用该功耗动态管理策略,能够有效降低系统的功耗与成本.     

ARM11 MPCore性能分析与优化研究

ARM11 MPCore是最新的嵌入式多核处理器,传统的嵌入式软件在该平台上不能发挥该处理器的所有性能.针对这个问题,对ARM11 MPCore的基本运算能力与ARM9处理器进行了对比分析,提出了使用硬件向量浮点单元及并行计算的软件优化方法,实验结果表明优化后的MPCore浮点处理能力是ARM9系列处理器的浮点处理能力的10倍左右.对于多核架构,可以采用并行计算模型对软件进行优化,试验结果表明,对整数运算采用OpenMP并行计算模型优化后,实验程序的效率提高3.8倍左右.对于嵌入式多媒体处理,提出了使用硬件向量浮点单元对DCT运算进行优化,对视频解码、音频解码以及音视频同步显示采用并行处理的方法进行优化.实验结果表明,这两种优化方法能提高软件在ARM11 MPCore平台上的运行效率,提高了系统的整体性能.