在计算机技术发展过程中,模拟一直是一个重要的研究方法.模拟器由于其灵活性,被广泛用于体系结构研究、系统软件的开发和调试、复杂应用程序的性能评测以及软件的移植等诸多方面.随着计算机系统的日益复杂,模拟技术越来越重要,相应地对模拟器的性能要求也越来越高,传统的解释型模拟器已经无法满足现代计算机系统研究的需求. 本文描述了一个系统级模拟器-PSIM和它的优化技术.本文提出的V2HCache技术提供了从目标机虚地址到宿主机地址的转换捷径,极大地提高了系统级模拟的效率,单项加速比达2-3X. 本文第一部分探讨使用穿线码(Threaded Code)技术优化模拟器性能.Threaded Code将目标代码翻译成一种易于解释执行的中间代码来减少译码和调度的开销.通过Profiling信息制导,将常用的目标指令翻译成穿线码,结合V2HCache、存储操作优化、NOP指令去除等技术,使PSIM相对于原系统的加速比提升到50X,相对于宿主机的减速比降低到40X. 本文第二部分研究了结合解释器和动态二进制翻译技术的优化方法.动态二进制翻译技术可以把一个平台上的二进制代码翻译到另外一个平台上运行而不需任何更改.解释器在执行过程中,通过Profiling技术发现程序执行热点,将目标代码翻译成宿主机代码,然后直接在宿主机上执行,极大地加快了模拟器的执行速度.结合热路径选择、基本块链接等技术使得PSIM的减速比降低到20X.基于动态编译思想,本文还提出了热函数优化技术,实验表明其减速比可达6X.