近年来,虚拟机技术再度成为学术界和工业界的热点话题。虚拟机技术在云计算、高可用服务、安全等很多领域得到了广泛的应用。在嵌入式开发中,通过在PC机或者服务器上运行嵌入式体系结构的虚拟机,也可以为嵌入式操作系统、应用程序的开发和测试提供极大的便利。本文在分析各种不同类型的虚拟机及其典型代表的基础上,选择了QEMU作为在IA-32体系PC机上实现csky嵌入式体系结构虚拟机的实验平台。　　 本文的主要贡献为:首先,深入分析了QEMU用户模式和系统模式的内部实现机制。介绍了将QEMU的两种模式移植到csky体系结构时遇到的问题及相应的解决方案,提出了一系列QEMU前端移植的策略。然后,我们尝试对QEMU的寄存器分配机制进行改进,提出并实现了基于“最小交叉数”的寄存器分配算法,实验数据表明优化寄存器分配机制确实可以一定程度上提高系统性能。最后,我们对QEMU的调试功能进行了增强。目前QEMU的调试模块在实现断点和单步功能时需要频繁的清空翻译块缓冲,这可能导致调试时较差的用户体验。本文提出了使用独立的解释执行模块支持单步,以及运行时判断断点状态的翻译方案,使调试过程中不再需要清空翻译块缓冲,且最小化了需要重新翻译的翻译块数量。另外本文还通过实现一种新的子进程调试端口选择方式,为QEMU用户模式增加了多进程程序调试支持。