嵌入式虚拟协同开发环境的设计与实现

为了提高嵌入式系统的开发效率和设计可靠性、提供在获得硬件原型之前的虚拟集成验证手段,本文引入了软硬件协同验证的概念,提出了一种新的基于网络的嵌入式虚拟协同开发环境实现方法,通过采用松耦合布局的指令集仿真器和逻辑仿真器来构建虚拟集成验证环境,并在此基础上优化逻辑仿真,分离和抑制不必要的逻辑仿真周期,有效地提高了协同验证仿真性能.     

SPARC平台模拟器源码级调试系统的研究与实现

软件模拟器采用软件思想模拟真实硬件工作情况,作为嵌入式系统研究的基础研发工具,被广泛应用于体系结构设计调优、软硬件协同设计领域。研究提出一种在SPARC指令集模拟器平台上实现源码级调试系统的方法,一方面该方法使用SPARC交叉调试器对运行于SPARC指令集模拟器上的应用程序进行源码级调试,有效避免了单独实现源码级调试器所带来的调试信息解析困难、可靠性难以验证的弊端;另一方面提出了在集成开发环境下源码级调试系统的高效集成机制,有效解决了进程间切换延时开销大、界面僵死等问题,为SPARC平台嵌入式系统开发人员提供了一种支持图形化界面的高可靠性源码级调试系统。通过具体实现分析,对整个调试系统进行了性能评估。     

嵌入式应用软件集成开发环境的比较与分析

首先简要介绍了嵌入式应用软件集成开发环境的定义、主要功能及发展状况,接着对三种嵌入式应用软件集成开发环境进行了比较与分析,为我们自主开发的一种嵌入式应用软件集成开发环境LambdaTool的设计和开发提供有益的参考.     

DSP指令集仿真器的设计与实现

指令集仿真器是进行芯片设计评估,系统软件设计开发以及计算机软硬件协同设计的不可或缺的工具.在DSP的硬件设计和后期算法开发中,指令集仿真器也同样是起着至关重要的作用.该文参考当前在指令集仿真领域比较先进的JIT-CCS和IS-CS仿真技术,吸取了各自的一些优点,提出了仿真策略,设计并实现了基于DSP3000的指令集仿真器HJS.为了兼顾仿真速度与精度的要求,HJS实现了指令精度和时钟周期精度两种级别的仿真.同时,在指令Cache和流水线的仿真上都做到了既尽可能与实际硬件相符,同时也兼顾执行效率.为评估DSP硬件设计、DSP算法的实现提供了很好的软件模拟平台.     

基于RTW和VC的半物理仿真系统的开发

通过RTW将Simulink仿真模型转化成可移植的嵌入式C++代码，提供了一种从Simulink仿真模型平滑过渡到Visual C++集成开发环境的方法，该方法充分利用了Simulink丰富便捷的建模环境，发挥了VC强大的硬件控制功能和人机界面设计灵活的优点。并结合科研实例介绍了利用该方法开发半物理仿真系统的具体步骤和实现方法。     

周期精确的流水线仿真模型

使用软件仿真硬件流水线是很耗时又复杂的工作,仿真过程中由于流水线的冲突而导致运行速度缓慢.本文通过对嵌入式处理器的流水线,指令集,设备控制器等内部结构的分析和研究,提出了一种预执行周期精确的流水线仿真模型,对流水线的仿真进行简化和优化,并对仿真模型的扩展性和精确性做了进一步探讨.     

嵌入式系统仿真研究

嵌入式环境的仿真能够为嵌入式软件的测试和可靠性的提高提供有力保障.当前的指令集环境模拟不能满足实际测试中的需要,基于此,构建了满足最小测试子集的仿真系统.该系统以关键控制单元为触发点,仿真嵌入式汇编软件的运行环境,实现了全数字、跨平台仿真,并支持脱离硬件的系统联调.为其它嵌入式系统的仿真提供了可借鉴经验.     

说话人识别算法在嵌入式仿真环境的实现

在嵌入式系统应用中,如果能够创建仿真环境,并利用仿真环境的优势进行算法的验证、系统的移植、应用程序的设计,就能够极大地提高开发的灵活性,节省开发资源,验证系统的可行性.文巾分析了开放源码的嵌入式系统仿真集成开发环境SkyEye,并实现在该软件平台上基于ARM7TDMI核的AT91EV40仿真开发饭的实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植.把语音识别从试验室推广到实际应用中,在嵌入式系统中进行研究是必然的要求.在该嵌入式软硬什仿真平台上实现说话人识别算法的研究,选取改进了配合于硬件的算法,取得了良好的效果.     

基于虚拟微处理器的嵌入式软件开发与系统验证环境

嵌入式系统设计过程中软件与硬件集成验证的滞后，已成为制约整个系统开发进程的重要因素．虚拟微处理器是指在嵌入式系统硬件原型形成之前构造的可仿真原型，通过对微处理器的仿真支持软件嵌入式软件开发．介绍了基于虚拟微处理器技术的嵌入式软件开发环境的设计和实现，利用该环境，设计者可在设计早期进行系统集成验证，减少设计错误并缩短设计周期．该环境已经在嵌入式系统开发过程中得到成功应用．     

嵌入式系统协同验证环境的设计与实现

介绍了一个用来验证嵌入式系统硬件／软件,及其交互功能的硬件／软件协同验证环境,硬件／软件功能分别使用系统提供的ＥＨＤＬ语言及ＥＳＤＬ语言设计和描述,该协同验证环境由嵌入式软件调试器和嵌入式硬件模拟器组成,其采用了指令集结构的协同模拟模型,利用该集成环境,硬件／软件的设计错误可以在系统制造之前被发现并修改。     

Enhancing instruction scheduling with a block-structured ISA

It is now generally recognized that not enough parallelism exists within the small basic blocks of most general purpose programs to satisfy high performance processors. Thus, a wide variety of techniques have been developed to exploit instruction level parallelism across basic block boundaries. In this paper we discuss some previous techniques along with their hardware and software requirements. Then we propose a new paradigm for an instruction set architecture (ISA):block-structuring. This new paradigm is presented, its hardware and software requirements are discussed and the results from a simulation study are presented. We show that a block-structured ISA utilizes both dynamic and compile-time mechanisms for exploiting instruction level parallelism and has significant performance advantages over a conventional ISA.     

高性能处理系统的软硬件协同设计研究

x86是目前应用最广泛的复杂指令(CISC)系统,对大量非典型特性进行支持,从而花费大量硬件资源.而非典型特性的支持往往会影响典型功能的效率,不利于硬件资源的优化配置,限制处理系统性能的提升.本文首先分析了x86指令集及x86程序的固有特性,进而提出了一种基于RISC超标量处理系统核心的软硬件协同设计的实现方案.新处理系统的面积仅为采用硬件译码设计的x86处理系统的78.3%,性能达到采用硬件译码设计的x86处理系统的90.6%以上,并有较大的提升空间.     

CAN智能适配卡的设计方案

本介绍了发电机状态监测仪中CAN智能适配卡的功能和硬件组成,详细讨论了ISA总线及单片机对双口RAM的地址空间的分配。针对ISA总线和卡上单片机同时对双口RAM读写数据时的仲裁问题,提出了一种硬件判优的实现方法。并对适配卡的软件设计进行了总体上的阐述。     

一种基于CH365的PCI数据采集卡设计

本文介绍了以PCI接口芯片CH365为控制部件、以CPLD EPM7128S为逻辑部件的PCI数据采集卡的设计。该数据采集卡实现了由ISA接口的采集卡到PCI接口的采集卡的直接升级，无需修改使用ISA接口卡的应用程序。给出了系统设计电路和软件设计方案。该数据采集卡具有使用方便、硬件设计简单、成本低、体积小的特点。     

一种基于CH365的PCI数据采集卡设计

本文介绍了以PCI接口芯片CH365为控制部件、以CPLD EPM7128S为逻辑部件的PCI数据采集卡的设计。该数据采集卡实现了由ISA接口的采集卡到PCI接口的采集卡的直接升级，无需修改使用ISA接口卡的应用程序。给出了系统设计电路和软件设计方案。该数据采集卡具有使用方便、硬件设计简单、成本低、体积小的特点。     

软实时环境下机器人运动学逆解研究

为有效抑制串联机构的末端振动,使机器人运动系统的运行更加平滑,设计了以PC104为硬件基础、在RTLinux上进行二次软件开发的机器人控制系统。它通过PCI/ISA总线连接上位机和底层硬件接口电路,以控制伺服电机。分别研究了机器人系统的模型,以及在这一软实时系统上采用反变换法+Pieper方法求解机器人的逆运动学问题。通过比较工业机器人在伺服控制、板卡控制和软件控制三种模式下的运动性能,验证了软件方式的优越性,以及其在运动控制领域中的应用价值。     

基于QEMU RISC-V架构的OpenHarmony标准系统移植

RISC-V指令集架构的诞生促进了RISC-V硬件平台的快速发展,因此,在RISC-V架构硬件平台上运行高效且易于使用的操作系统需求日益增加.面向分布式、开源开放的智能终端操作系统OpenHarmony技术正在不断演进,其生态持续繁荣.然而,将OpenHarmony适配到RISC-V指令集架构平台上面临新的挑战,包括软件栈和芯片移植的问题. RISC-V指令集架构平台的软件栈和芯片移植存在新的挑战.本文提出了基于RISC-V QEMU平台的OpenHarmony标准系统移植的思路和方法,通过对关键软件栈进行适配和在QEMU RISC-V虚拟化硬件平台上移植图形显示驱动,成功实现了OpenHarmony标准系统在QEMU RISC-V虚拟化硬件平台上的正常启动,并进入系统桌面.该成果为开发者提供了在RISC-V平台上测试应用OpenHarmony标准系统的平台,并为新的RISC-V硬件平台上移植OpenHarmony标准系统提供了参考.     

基于ISA100.11a标准的工业物联网开发平台的设计与实现

工业物联网技术是未来几年工业自动化产品新的增长点。作者所在实验室作为Voting Member和ISA WCI工作组成员参加ISA100.11a标准的制定,研发了基于ISA100.11a的工业物联网通信协议栈软件、网络设备及终端设备,研制的ISA100.11a工业物联网开发平台具有完善的硬件、软件产品及技术支持,核心技术已经形成专利池,可广泛应用于智能工业、环境监测、智能电网等应用系统的开发,并已经在中国四联集团、韩国汉阳大学等单位得到应用。     

利用背靠背结构加强网络边界的安全和管理

本文讲述了如何利用硬件防火墙和代理式软件防火墙ISAServer各自的优点,相互结合,采用back-to-back结构构建网络边界的安全体系。