摘 要：二進制翻譯技術是代碼移植技術中的一種重要技術。針對二進制翻譯的應用，提出在ARM嵌入式平臺下實現X86 t0 ARM二進制翻譯系統(tǒng)。通過對ARM嵌入式平臺的研究，介紹二進制翻譯模塊的功能，著重論述SOC架構的設計，并分析Multi-layer總線結構的特點及優(yōu)化。該SOC系統(tǒng)實現了將部分X86指令翻譯為ARM指令并由ARM處理器執(zhí)行目標代碼的功能。該設計為在硬件上實現二進制翻譯提供了參考。
關鍵詞：ARM；嵌入式；二進制翻譯；SoC

二進制翻譯也是一種編譯技術，它與傳統(tǒng)編譯器的差別在于其編譯處理對象不同。傳統(tǒng)編譯器處理的是某一種高級語言，經過編譯處理生成某種機器的目標代碼。
二進制翻譯是一種直接翻譯可執(zhí)行二進制程序的技術，能夠把一種處理器上的二進制程序翻譯到另外一種處理器上執(zhí)行。它使得不同處理器之間的二進制程序可以很容易的相互移植，擴大了硬件／軟件的適用范圍，有助于打破處理器和支持軟件之間的相互扼制的局面。二進制翻譯技術的優(yōu)點為：不需要重編譯源碼就可以實現軟件從舊平臺到新平臺的移植；快速為新機器提供軟件，包括移植操作系統(tǒng)和編譯器；充分利用新機器的特性優(yōu)化代碼；減少培訓費用，因為使用的是相同的軟件，所以不必在新平臺上重新培訓員工；降低了多平臺軟件的費用。

1 SOC架構設計
1．1 處理器的確定
通用處理器與硬件邏輯是SoC設計的主流架構。在一些需要大量數據處理的應用中，這樣的架構并不能滿足要求。實際上，由于不同的任務在很大程度上互相獨立運行，可以將具有內在執(zhí)行并行性的任務分解為緊密聯系的子任務，不同的內核可以執(zhí)行不同的子任務，多核架構在1個周期內可以執(zhí)行多個指令。這種并行處理使得整個系統(tǒng)的性能與使用單核處理器串行處理相同任務相比，有了很大改進。另外，多核架構設計可以復用現有的單核處理器作為處理器核心，從而可以縮短設計和驗證周期，節(jié)省開發(fā)成本，符合SoC設計的基本思路。多核架構是未來SoC發(fā)展的一個趨勢。
該設計采用雙核架構，采用當代流行的處理能力較好的ARM處理器ARM7TDMI-S和ARM926EJ-S，ARM內核最大的優(yōu)勢在于高速度、低功耗。
ARM7TDMl-s具有3級流水線結構，支持Win-dows CE，Linux等操作系統(tǒng)。ARM926EJ-S是ARM公司在2000年推出的功能最強大的ARM9處理器，實現5級流水，它與外部通信接口為雙AHB總線結構，即指令AHB總線和數據AHB總線。該設計中ARMTDMI-S主要負責控制、操作系統(tǒng)平臺和任務的調度。ARM926EJ-S則主要負責各種任務的執(zhí)行。
1．2 使用的總線標準
由于SoC中集成了大量的IP核，設計的關鍵在于如何實現各IP模塊之間的互連。目前，SoC中IP核的互連一般采用總線結構，通過消息通信。
采用ARM公司的AHB與APB為片上總線。AMBA總線體系結構是當前SoC體系設計結構設計的開放標準，由于AMBA被越來越多的公司采用，已迅速成為SoC結構和IP庫開發(fā)的標準。
在具體實現時，采用AHB加APB的兩級總線結構。AHB用來支持高速設備，支持多主從設備。多個主設備之間通過仲裁機制保證優(yōu)先級，從設備通過地址譯碼機制被選中，并響應主設備發(fā)起的總線事務。APB用支持基于寄存器訪問的低速設備。AHB與APB兩條總線通過總線橋連接在一起，實現兩條總線之間的協(xié)議轉換。圖1為SoC的系統(tǒng)結構框圖。