对基于ARM Cortex-M3嵌入式系统的仿真

现在,下一代嵌入式微处理器和软件面临着不断减小的产品寿命。而由此产生的缩短的研发周期则要求设计者能够在更短的时间内开发出更为复杂的处理器和软件。为了解决这个问题,嵌入式系统的仿真逐渐成为在新的可编程结构的开发中必不可少的工具。对于嵌入式系统仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解释型仿真器的性能较低,从十几年前开始,人们就开始了对编译型指令集仿真器的研究。但是,由于编译技术的限制,它从来没有能够在商业产品中推广。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已经广泛应用在无线传感器网络等领域。本文将针对基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计出一个仿真平台,以ARM Cortex-M3所采用最新的Thumb-2指令集作为目标指令集,设计了其仿真器,给出了一种优化的解释型指令仿真机。 1.首先介绍了Thumb-2指令集的编程模型,包括目标指令集支持的处理器的模式、寄存器和存储器的组织。 2.其次建立了仿真平台。在平台的建立过程中,设计了结合编译技术速度和解释技术灵活性的仿真机;完成了Thumb-2指令集体系结构的描述;实现了存储器接口,从而可以满足目标指令集对存储器的访问要求;介绍了ELF文件格式,并设计了将ELF文件中的指令和数据装入存储器的装载程序。 3.最后以一个基于ARM Cortex-M3处理器的机器小车嵌入式系统为例,对仿真平台进行功能上的验证。