初学者のためのVLIWプロセッサ教育用シミュレーション環境の開発と評価

针对初学者的 VLIW 处理器教育仿真环境的开发和评估

• 批准号: 19918027
• 负责人: 月川 淳
• 金额: $ 0.47万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19918027/
• 关键词: プロセッサシミュレータ; VLIW; プロセッサアーキテクチャ

本研究では,初学者でも使いやすく詳細な動作も理解しやすいことを目的としたVLIWプロセッサシミュレーション環境の開発と,その評価を行った.本研究で実装したシミュレーション環境は次のような特徴を持つ.1)現在,一般に利用可能なものがない,初心者向けのVLIWプロセッサシミュレーション環境とした.2)初学者にとって操作しやすい環境とするために,Microsoft社のWindows XP/Vista上で動作するものとした.3)プロセッサの各レジスタの値や,キャッシュヒット・ミス,パイプライン,メモリアクセスの状態などを,グラフィカルユーザインタフェースを用いてわかりやすく表示するものとした.4)命令セットは,スーパースカラプロセッサシミュレータの実質的な標準となっているSimple Scalar Tool Setで使用されているPISA(Portable Instruction Set Architecture)命令セットをベースにVLIW用の拡張を施したものとし,他のスーパースカラプロセッサとの動作比較を容易にした.実装においては,まず既に開発済みのLinux版のシミュレータをWindows上への移植をおこなった.Linux版ではネイティブシステムコールを用いてシミュレートしている部分をいかにWindows上で実装するかが問題であった.本シミュレータでは,Windows用のLinux APIエミュレーションライブラリのCygwinを利用し,このファンクションコールを呼び出すためのスタブDLLを開発することにより解決した.また,シミュレーションエンジンもDLLコンポーネントとして設計し,GUIとCUIの2種類のユーザーインターフェースから操作を行えるように工夫をしたとともに,今後の拡張性を確保した。さらにユーザビリティテストを重ねることにより,数種のデザインの中から,より理解しやすいダイアログレイアウトなどを採用し実装した。

在本研究中，我们开发并评估了一个即使对于初学者也易于使用和理解详细操作的 VLIW 处理器仿真环境。本研究中实现的仿真环境具有以下特点 1) 我们为初学者创建了一个 VLIW 处理器仿真环境， 2）我们为初学者创建了一个VLIW处理器模拟环境，这是一般不可用的。 2）为了让初学者易于操作，我们创建了该环境。它被设计为在 XP/Vista 上运行。3）它被设计为以易于理解的方式显示处理器的每个寄存器的值、缓存命中/未命中、管道、内存访问状态等4) 指令集是PISA（便携式指令集），用于简单标量工具集，它是超标量处理器模拟器的事实上的标准。本设计基于指令集（基于VLIW架构），并针对VLIW进行了扩展，可以很容易地与其他超标量处理器进行操作比较。 在实现中，我们首先将已经开发好的Linux版本模拟器移植到Windows上。问题是如何在Windows 上实现Linux 版本中使用本机系统调用模拟的部分。这个问题通过使用 API 仿真库 Cygwin 并开发一个存根 DLL 来调用该函数来解决。仿真引擎也被设计为 DLL 组件，并且可以从两种类型的用户界面进行操作：GUI 和 CUI。除了设计这个方法之外，我们还保证了未来的可扩展性。此外，通过反复的可用性测试，我们从多种设计中选择并实现了更易于理解的对话框布局。