指令描述的自动检测技术

通过使用高级说明语言描述指令集,自动生成指令编码和解码程序,使单调乏味而且非常容易出错的机器代码重定向工作自动化,并且通过反汇编测试平台对这项描述的正确性实现自动检测.这对于64位、具有更高的指令级并行性（ILP）的IA-64,在二进制指令代码流的自动分析和变换,基于机器和操作系统的描述来实现IA-64二进制自动翻译和逆向工程中有重要的意义.概述了对IA-64指令的SLED描述,详细阐述了利用NJMCT自动生成反向工具的设计与实现技术.     

基于FPGA的嵌入式ASIP软核设计与实现

采用ASIP FPGA模式设计了一款嵌入式微处理器软核.以该软核为例从体系结构和指令集设计两方面对ASIP FPGA模式微处理器软核的设计进行了分析和验证,最后通过与传统微处理器对比验证了该设计模式的优势:指令针对性强.执行效率高;易于扩展.适应性强.     

基于TTA的嵌入式ASIP设计

在嵌入式微处理器设计中，采用ASIP（application specific instruction processor）处理器设计方法，可以在满足功能和性能要求的同时，缩短嵌入式微处理器产品的研制时间．当前ASIP处理器设计方法还面临着许多问题，如体系结构优化、软件代码的可重定向编译等，这些都阻碍了ASIP处理器设计方法的广泛应用．因此，提出了一种基于传输触发体系结构（transport triggered architecture，TTA）的嵌入式ASIP设计方法，对其设计关键技术进行了详细的讨论，并通过两个目标应用的ASIP微处理器设计实例说明了该方法可以有效解决上述问题，快速开发出满足目标应用程序要求的嵌入式处理器。     

传输触发体系结构指导下的ASIP自动生成

提出传输触发体系结构（TTA）指导下的专用指令集处理器自动生成方法,可有效地解决指令集生成、可重定向编译和微结构设计等问题. TTA只包括一种指令即传输指令,避免了指令集生成的问题;在该方法的软件工具链中,语义翻译和调度相互独立,调度器无需关心语义,解决了可重定向编译的问题;微结构设计遵循统一模板,其寄存器传输级描述可自动生成.另外,针对应用的性能优化与连接优化过程是自动完成的.在密码算法领域的应用验证了该方法的有效性.     

基于XML的办公自动化系统可视化生成平台

现有的办公自动化系统在功能需求和实现机制上有较大范围的相似性,在开发过程中,可以应用软件复用技术避免重复劳动,提高开发效率。本论文提出了以可视化定制方式生成目标系统代码的复用方案,并基于谊方案实现了原型系统。为了实现将定制信息到目标代码的转换,论文设计了一种基于XML的用于描述系统页面定制信息的语言OADL,使用JAXP构建描述页面定制信息的OADL模型,应用XSLT技术将OADL描述的定制模型转化为目标代码。     

基于自封闭代码块的软件保护技术研究

针对传统的基于垃圾指令插入的花指令技术在软件保护应用中的不足,提出了一种基于自封闭代码块的软件反静态分析和动态调试的软件保护技术。重点介绍了自封闭代码块的相关概念,阐述了自封闭代码块的自动生成技术,包括基于指令编码表的随机指令序列生成技术和基于指令逆向思想的逆指令序列生成技术,并给出了相关算法和实例分析。     

基于自封闭代码块的软件保护技术

针对传统的基于垃圾指令插入的花指令技术在软件保护应用中的不足,提出了一种基于自封闭代码块的软件反静态分析和动态调试的软件保护技术.重点介绍了自封闭代码块的相关概念,阐述了自封闭代码块的自动生成技术,包括基于指令编码表的随机指令序列生成技术和基于指令逆向思想的逆指令序列生成技术,并给出了相关算法和实例分析.     

基于Petri网的ASIP体系结构形式化建模方法研究

根据SOC（System on chip）的软硬件协同设计的需求．针对ASIP体系结构空间搜索（DSE，Design Space Exploration）问题，考虑复杂的流水线结构，提出了一种扩展的时序Petri网模型——PNP模型，该模型可以以简洁直观的形式精确有效地描述目标体系结构．文中给出了PNP模型的确切定义，并通过对一个流水化的体系结构进行形式化建模的实例展示了该模型的有效性．     

基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法

模型驱动开发方法逐渐应用于航空航天等领域的安全关键软件设计与实现中。体系结构分析设计语言(Architecture Analysis and Design Language, AADL)是一种标准化的嵌入式软件体系结构描述语言,通过建模、验证以及代码自动生成为安全关键软件的设计与实现提供完整支持。然而,工业界实际代码是运行在具有不同特性的目标平台上的,例如不同的软硬件体系结构和编程接口,而现有AADL代码生成研究主要是通过手工将自动生成的代码集成到平台当中,存在工作繁琐且易出错的问题。为此,本文提出一种基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法。首先,给出卫星姿轨控系统的AADL建模;其次,给出AADL到平台相关的Ada代码自动转化规则;最后,给出代码生成原型工具,并对卫星姿轨控系统AADL模型所生成的代码进行航天编码规范检查,并运行在相关仿真环境中,验证了本文所提方法的有效性。     

周期精确ASIP仿真器生成环境的研究

周期精确仿真器是ASIP(专用指令集处理器)开发过程中的关键工具.介绍了一种由体系结构描述语言mtADL驱动的周期精确ASIP仿真器的快速生成环境.mtADL可以简洁精确地描述嵌入式领域最常见的2种微体系结构(简单流水线和Tomasulo动态调度流水线).仿真器生成器mtGEN能够根据mtADL的描述,自动生成周期精确的仿真器.介绍了mtGEN使用的自动生成算法.在实验部分,对5级流水MIPS、3级流水ARM7和动态调度MIPS这三种差异很大的处理器实现了周期精确仿真器自动生成,从而证明了方法的正确性和有效性.     

面向专用指令集处理器设计的软硬件协同验证

为提高专用指令集处理器设计中的验证效率和覆盖率,将专用指令集处理器的寄存器传输级设计验证与汇编器、指令集模拟器等软件开发工具的测试相结合,提出一种软硬件协同验证方法。该方法按照覆盖率要求由软件自动产生测试程序和数据,将利用汇编器产生的机器指令输入到指令集模拟器和硬件仿真工具分别进行软硬件仿真,通过软硬件仿真结果自动比对得出联合验证结果。实践证明,该方法能够有效提高验证效率和覆盖率,缩短验证周期。     

面向专用处理器指令集设计的应用特征分析方法研究与实现

专用处理器的指令集设计是专用处理器设计中的关键问题。SoC专用处理器指令集设计有其特殊的程序特征分析需求,迫切需要面向专用指令集设计的程序特征分析工具支持,但当前能够完全支持专用指令集设计的特征分析工具比较少,设计人员仍需人工或同时调用多种分析工具才能来获取所需特征信息,且效率低、结果不够直观,无法迅速有效地对专用指令集设计提供有效的数据支持。本文面向专用处理器指令集设计,研究并实现了一种基于程序中间表示的应用特征自动分析方法,以可视化的方式得到了程序的控制关系特征、计算特征、操作数据特征和核心运算等特征。该工具不仅可支持专用指令集设计,对于SoC编译优化、任务分配等也可以提供简明直观的辅助支持,具有一定通用性,同时提供图形化的结果显示与友好的人机界面,使用简明方便。     

面向特定应用的指令集自动扩展

面向应用扩展指令集是面向特定应用处理器设计过程的一个重要环节,这一工作的自动实现对于缩短产品开发周期具有非常重要的意义。现有的技术未能实现该过程的完全自 动化,而且在选择指令时并没有全面考虑指令对处理器面积和功耗的影响。本文设计并实现了一个面向特定应用的指令集自动扩展系统,该系统不仅可以根据应用特征自动扩展
新指令,而且可以自动完成编译器的修改。模拟结果显示,扩展的新指令能够在保持功耗、面积基本不变的前提下,带来4.7%～16.7%的性能提升。     

ECC专用指令处理器软硬件协同设计

提出了一种专用指令处理器的软硬件协同设计方法,该方法可以在设计的早期阶段对处理器进行系统探索和验证.根据椭圆曲线密码算法的特点,并按照专用指令处理器的设计原则,以椭圆曲线密码运算基本操作及运算存储特性为基础,设计了超长指令字ECC专用指令处理器的指令集结构模型.根据处理器的指令集结构模型,以指令模拟器为基础,搭建了处理器的软硬件协同验证平台,从系统设计、RTL描述和FPGA硬件原型3个不同层次对处理器进行了验证.     

融合动态采样剖析的可重构指令集处理器

可重构指令集处理器能够根据应用程序特点动态扩展其指令集,其硬件架构和软件工具的设计与传统设计有很大不同。在研究可重构指令集处理器软硬件特性的基础上,提出一种集成动态采样剖析硬件的可重构指令集处理器架构。该处理器具有3种不同的工作模式,它通过剖析硬件采样获取程序热点,利用配套工具链半自动地完成指令扩展生成、编译器重定向和可编程硬件逻辑配置,从而获得在不同嵌入式应用领域的硬件适应性和软件兼容性。针对性的实验结果表明,该处理器架构的采样剖析机制准确有效,并且在增加有限的硬件开销的情况下,能够很好地适应应用变化。     

Object-oriented experiences with ERIC

The authors have developed an architecture simulation toolkit from which a RISC simulator has been built by employing object-oriented software development techniques. Object-oriented design makes it easy to extend the simulated RISC architecture. Equally, more or even different functionality can be incorporated by uniformly extending the framework of the simulator. The basic framework is explained by simulating a subset of the Acorn ARM RISC's instruction set. This instruction set is then extended to provide further functionality by the addition of a multiply with accumulate instruction. The reader is expected to be reasonably conversant with the C++ programming language and with the basic concepts of object-oriented programming.     

面向安全领域的低功耗ASIP设计

提出一种面向安全领域的专用指令集处理器(ASIP)设计方案,ASIP的指令ROM被划分成两部分,在某些指令下可以关闭其中一块以节省功耗,采用门控时钟技术降低寄存器堆中各个寄存器的功耗,对当前指令周期中EXE级内部空闲功能单元的输入操作数进行锁存,避免该功能单元的信号翻转,从而降低其动态功耗。实验结果表明,该方案能够使ASIP核心功能单元的功耗降低30%,系统整体功耗降低16%。     

配置流驱动计算体系结构指导下的ASIP设计

为了兼顾嵌入式处理器设计中的灵活性与高效性,提出配置流驱动计算体系结构.在体系结构设计中将软/硬件界面下移,使功能单元之间的互连网络对编译器可见,并由编译器来完成传输路由,从而支持复杂但更为高效的互连网络.在该体系结构指导下,提出一种支持段式可重构互连网络的专用指令集处理器(ASIP)设计方法.该方法应用到密码领域的3类ASIP设计中表明,与简单总线互连相比,在不影响性能的前提下,可平均节约53%的互连功耗和38.7%的总线数量,从而达到减少总线数量、降低互连功耗的目的.