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嵌入式系统处理器通常采用特定的指令集，其体系架构不具有通用性，因此，嵌入式系统的编译器开发无法满足不同嵌入式系统的软件开发需求，即使是通过移植方法来开发相应的嵌入式系统的编译器，也面临着可重定向方案设计等难题。针对嵌入式编译器的重定向难题，嵌入式系统对开发效率及高质量目标代码等多方面的需求，本论文就专用指令集嵌入式处理器(ASIPs)的编译器重定向、基于Cache的编译器优化及嵌入式多核静态调度等方面的理论和实践进行研究。 在对编译器的原理及理论基础进行介绍后，本论文首先针对ASIPs特点分析研究编译器可重定向及移植问题;接着给出能够实现编译器静态预测的方法，提高Cache复用率，解决“存储墙”瓶颈问题;最后针对嵌入式多核编译静态调度的负载不均衡问题，提出有效的静态调度方案。本论文的创新点主要体现在: (1)提出针对ASIPs的重定向编译器的扩展方法。针对一款具有不规则架构且硬件资源有限的嵌入式8位微处理器及其扩展的标准ANSI C编程语言，以GCC编译器为基础，进行编译器前端的标识符扩展与语法树属性合并，和编译器后端目标描述文件(MD)与处理器硬件资源的差异性定义，设计出一套可重定向的编译器。 (2)提出基于Markov模型的节点频率预测方法。通过程序控制流图(CFG)构建的Markov模型，分析程序的特性，结合传统编译器静态启发式分支预测和基于Markov程序参数可调的预测方法，通过编译器静态的混合预测，更加精确的预测分支概率，计算程序节点频率(NF)，以提高嵌入式Cache的利用率。 (3)提出一种基于评估函数的OpenMP静态编译调度方案。通过对多核调度、任务划分和负载均衡等问题的描述，基于对并行循环的划分定义及负载函数的映射模型，提出一种基于静态评估函数的调度方法，以解决编译器静态调度的负载不均衡问题，提高嵌入式程序的并行效率。 最后，实践开发了一套针对专用指令集系列商用SoCs的C语言HCC编译器，并集成相应编译器到本地集成开发环境(IDE)及实验室的WEB-EDA平台上。HCC编译器已经投入市场，通过覆盖率等测试反馈，验证其编译稳定高效。