[发明专利]一种基于指令计算模型与反馈补偿的模拟方法与系统

摘要

本发明属于处理器软件模拟技术领域，具体为一种基于指令计算模型与反馈补偿的模拟方法与系统。本发明模拟过程围绕指令序列进行，采用逐条计算指令时序信息的模拟方式，模拟器通过计算方式获得流经功能部件的指令的发射周期和完成周期；使用多线程并行加速计算过程，处理器对于共享资源的访问以投机执行的方式进行；在投机执行过程中，各个私有资源模块将访问信息发送给共享资源模块，由时序矫正算法进行执行时序计算。如果投机执行时序与实际共享资源计算时序不一致，则计算累计误差，并在程序模拟结束后将累积误差反馈补偿给产生该误差的处理器核。本发明可用于硬件生产的架构模拟及应用程序与系统测评，能快速准确得出各应用程序在目标体系结构下的模拟结果，便于对应用及系统进行快速准确的评估。

主权项

一种基于指令计算模型与反馈补偿的模拟方法，其特征在于：首先，其模拟过程围绕指令序列进行，以逐条计算指令时序信息的模拟方法方式代替传统模拟器基于时钟周期更新功能模块状态的模拟方式，模拟器通过计算的方式获得流经功能部件的指令的发射周期和完成周期，而非通过模拟处理器部件的在每个周期的运行过程获取；其次，使用多线程并行加速计算过程，处理器对于共享资源的访问以投机执行的方式进行，即私有资源维护一份共享资源的备份，当系统需要对共享资源进行访问时，先基于自己维护的共享资源信息推测实际的访问周期以用于自己的后继计算，从而减少同步操作以提升性能；在投机执行的过程中，为保证访问共享资源时序信息的准确性，各个私有资源模块将访问信息发送给共享资源模块，由一个全局时序矫正算法进行正确的执行时序计算；如果投机执行时序与实际共享资源计算时序不一致，全局时序矫正算法计算这个累计误差，并在程序模拟结束后将累积误差反馈补偿给产生该误差的处理器核；具体流程为：系统通过二进制翻译的方式模拟运行目标系统镜像和应用程序，提取指令流及内存访问信息；根据提取的指令流及内存访问信息，计算指令在执行过程中的时序信息；对于涉及到共享资源的访问，通过虚拟共享资源计算模拟的投机执行方式减少同步操作，收集共享资源访问信息，统一进行正确的共享资源时序计算并累计矫正结果，于系统执行结束后进行反馈补偿，系统执行结束时最终返回时序结果和微体系结构信息。