微架构模拟器已经成为微架构研究中不可或缺的工具，被广泛地应用于功能验证、性能评估、设计空间探索等领域，使用软件模拟硬件的方式能够以更快的速度，更低的成本对各种设计方案进行验证和评估，大大提高微架构的研发效率。随着多核微架构和多线程程序的普及，传统的使用静态trace驱动的微架构模拟器存在模拟精度低、无法模拟线程调度、访存错位等种种问题，而使用动态执行驱动的模拟器虽然对多核多线程的模拟支持较好，但由于需要实时地进行取指译码以及模拟指令的真实执行，在性能上不如使用静态trace驱动的模拟器。　　针对上述问题，本文提出了一个支持多线程程序精确模拟的高性能功能模拟系统，主要分为前端、中间层、后端三个模块。前端将待模拟程序在宿主机上执行，并使用动态二进制插桩技术直接从宿主机上获取动态指令流以及线程的创建、同步等信息，以达到加速的目的。中间层负责对接收到的指令进行格式处理，并配置了一系列线程调度策略，对线程的动态调度进行模拟。系统的后端是一系列功能执行单元，负责对指令的执行结果进行模拟，同时各个执行单元可以模拟指令执行的周期以及执行单元状态的变换。此外，本文实现了两个系统级工具，一个是对执行单元进行准确性测试的验证工具，其通过对每条指令执行时采集到的硬件信号和模拟器信号进行比对来达到验证的目的;另一个是检查点生成和回放工具，通过保存程序模拟过程中某一节点的全局系统状态数据来生成检查点，并支持读取检查点进行系统状态还原，该工具可用于程序的局部详细模拟。　　本文实现的功能模拟系统能模拟多线程程序的动态调度过程，在多核多线程环境下模拟精度和执行效率都有显著提高，对微架构设计与评估的效率起到一定的提升作用。