随着物联网产业的迅速发展,嵌入式系统逐渐成为了当前的最热门的技术之一。而基于应用的So C芯片和嵌入式程序更是嵌入式技术未来发展的重点。嵌入式系统在通信、国防、航空航天、工业控制等方面有着广泛的应用,在这些领域,Power PC嵌入式芯片凭借强大的综合性能表现和开源指令集架构的特点成为了主力。由于高端嵌入式计算机结构复杂且要求较高,其研制过程需要反复研究论证,所以嵌入式软件的开发工作在硬件交付之前都难以展开。再加上实际的Power PC芯片价格高昂,基于真实硬件环境进行开发成本极高。本文针对上述问题,在已有技术研究的基础上,选取当前主流的QEMU虚拟化平台对基于Power PC架构的高性能嵌入式开发板进行了数字化建模与实现。研究Power PC架构下的嵌入式虚拟化技术对实现高端嵌入式芯片的国产化具有重要意义。本文的主要研究工作如下:首先,结合现有的各种虚拟化技术,对当前主流的各虚拟化平台的应用领域及优缺点进行分析,选择QEMU作为本文的虚拟化平台。基于Power PC高性能嵌入式开发板的应用场景和功能,分析了Power PC数字化模型的功能需求和性能需求。在前人研究的基础上,对数字化模型进行模块划分与功能规划,从而完成总体方案和各模块方案的设计。其次,根据需求分析以及设计方案,对整个数字模型的框架进行构建。由于QEMU中基于Power PC架构的嵌入式处理器和指令集并不完善,需要结合QEMU运行机制和Power PC编程框架,对CPU核心结构和Power PC指令集翻译进行建模实现。数字化模型的运行还需要内存设备和中断控制器、定时器、串口等外围设备的支持,按照各模块的设计要求,完成数字化模型所需内存设备与外围设备的虚拟化实现。最后,利用交叉编译工具链构建系统开发及测试环境,依据数字化模型的硬件手册,针对不同的模块采用合适的方法,完成了Power PC数字化模型的处理器、指令集、内存设备以及各个外围设备的功能测试。基于已完成的数字化模型,编写测试用例调用定时器的功能保持指令执行状态,采集模型运行数据完成数字化模型的性能测试。本文最终使用QEMU虚拟化平台实现了基于Power PC架构的高性能嵌入式开发板的数字化模型。经过功能测试和性能测试,数字化模型满足各项功能和性能需求,可以用来进行嵌入式软件的开发。在高端嵌入式系统研发中使用Power PC数字化模型可以使开发人员在缺少真实硬件环境的条件下进行嵌入式软件和硬件的协同开发以及模型验证,大大节省了研发所需时间和成本。并且通过本文中Power PC数字化模型的构建,完善了QEMU中应用于Power PC嵌入式处理器的实现模型。