2008 г.
Обзор методов описания встраиваемой аппаратуры и построения инструментария кросс-разработки
В.В. Рубанов
Назад Содержание
В статье
была рассмотрена задача построения инструментария кросс-разработки
для расширяемых встраиваемых систем. Показана важность раннего
решения этой задачи уже на этапе проектирования аппаратуры для
обеспечения тонкой оптимизации проектных решений в процессе
прототипирования системы, для верификации HDL-моделей
и, наконец, для разработки реальных целевых программ. Были
сформулированы требования к «идеальному» методу создания
кросс-инструментов, и в призме этих требований были рассмотрены и
проанализированы существующие средства описания аппаратуры, пригодные
для автоматизированного построения кросс-инструментов на их основе.
Выделено три класса таких средств – HDL
языки синтезируемого описания аппаратуры (VHDL,
Verilog, SystemC),
ADL-языки (nML,
ISDL, EXPRESSION)
и языки программирования общего назначения (C/C++).
К
сожалению ни одно из существующих решений не удовлетворяет
сформулированным требованиям, не позволяя эффективно строить
кросс-инструментарий с необходимыми свойствами. Именно поэтому, по
мнению автора, перспективным направлением является исследование и
разработка новых методов автоматизированного построения
кросс-инструментов для расширяемых встраиваемых систем на основе
комбинированных описаний моделей аппаратуры. В частности, интересным
направлением кажется объединение преимуществ высокоуровневого
описания системы команд на языках типа ADL и эффективного описания
деталей управляющей логики и периферии на языках программирования
общего назначения. Такая комбинации позволила бы получать
кросс-инструментарий с достаточными скоростью работы и точностью
моделирования, обеспечивая при этом возможность быстрого внесения
согласованных изменений для отражения различных вариаций аппаратуры,
возникающих в процессе проектирования (как на уровне изменений ядра,
так и на уровне изменений расширений и их состава в полной системе).
Именно такой кросс-инструментарий был бы пригоден для эффективного
решения поставленных задач прототипирования встраиваемой системы,
верификации HDL-моделей и разработки
реальных программ.
Литература
- Я.А.
Хетагуров. Из истории развития специализированных бортовых
вычислительных
машин.
http://www.computer-museum.ru/histussr/special.htm. -
В.В. Липаев. Из истории
развития отечественной вычислительной техники для военных систем
управления в реальном времени.
http://www.computer-museum.ru/histussr/16.htm. -
К. Колпаков. История
развития авиационных бортовых цифровых вычислительных машин в
России.
http://www.computer-museum.ru/histussr/stpc.htm. -
http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer.
-
А. Бухтев. Проектирование
встроенных систем: от концепции до кристалла. Журнал «Электронные
компоненты», 2007, №1.
-
A. Parker, etc.
System-Level Design. The VLSI Handbook—2nd ed. CRC Press,
2007.
-
Donald R. Cottrell. Design
Automation Technology Roadmap. The VLSI Handbook—2nd ed. CRC
Press, 2007.
-
Software-Hardware
Codesign. // IEEE Design & Test of Computers, January-March
2000. pp.92-99.
-
M L Vallejo, J C Lopez,
”On the hardware-software partitioning problem: System
Modeling and partitioning techniques”, ACM TODAES, V-8, 2003.
-
K Ben Chehida, M Auguin,
”HW/SW partitioning approach for reconfigurable system
design”, CASES 2002.
-
J Henkel, R Ernst, ”An
approach to automated hardware/software partitioning using a
flexible granularity that is driven by high-level estimation
Techniques”, IEEE Transactions on VLSI, V-9, 2001.
-
R Ernst, J Henkel, T
Benner. ”Hardware-software co-synthesis for microcontrollers”,
IEEE Design and Test,V-10, Dec 1993.
-
Wayne Wolf. Embedded
Computing Systems and Hardware/Software Co-Design. The VLSI
Handbook—2nd ed. CRC Press, 2007.
-
Embedded C. Стандарт
ISO/IEC TR 18037:2004.
-
Executable
and Linking Format in Wikipedia.
http://en.wikipedia.org/wiki/Executable_and_Linkable_Format.
-
Generic ELF Specification.
http://www.linux-foundation.org/spec/book/ELF-generic/ELF-generic/book1.html.
- M.
Hartoog, J. Rowson, P. Reddy. Generation of Software Tools from
Processor Descriptions for Hardware/Software Codesign. Design
Automation Conference (DAC) 1997.
-
Lin Yung-Chia.
Hardware/Software Co-design with Architecture Description Language.
Programming Language Lab. NTHU. 2003.
-
Д.Ю. Булычев. Разработка
программно-аппаратных систем на основе описания макроархитектуры.
Сборник Системное программирование. Санкт-Петербург, 2004.
-
Z. Navabi. Languages for
Design and Implementation of Hardware. The VLSI Handbook—2nd
ed. CRC Press, 2007.
-
А.К. Поляков. Языки VHDL и
VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры. // М.: Солон-Пресс,
2003. 320 с.
-
П.Н. Бибило. Синтез
логических схем с использованием языка VHDL. // М.: СОЛОН-Р, 2002.
384 с.
-
Volnei A. Pedroni. Circuit
Design with VHDL. // MIT Press, 2004.
-
IEEE Standard VHDL
Language Reference Manual. IEEE Std 1076-1987.
-
IEEE Standard Multivalue
Logic System for VHDL Model Interoperability. IEEE Std 1164.
-
IEEE Standard VHDL
Synthesis Packages. IEEE Std 1076.3-1997.
-
M. Rofoue, Z. Navabi. RT
Level Hardware Description with VHDL. The VLSI Handbook—2nd
ed. CRC Press, 2007.
-
Weng Fook Lee. Verilog
Coding for Logic Synthesis. // John Wiley & Sons, 2003.
-
IEEE Standard Hardware
Description Language Based on the Verilog Hardware Description
Language. IEEE Std 1364-2005.
-
Z. Navabi. Register
Transfer Level Hardware Description with Verilog. The VLSI
Handbook—2nd ed. CRC Press, 2007.
-
Open
SystemC Initiative.
http://www.systemc.org.
-
IEEE Standard System C
Language Reference Manual. IEEE Std 1666-2005.
-
S. Mirkhani and Z. Navabi.
Register-Transfer Level Hardware Description with SystemC. The VLSI
Handbook—2nd ed. CRC Press, 2007.
-
Stephen Bailey. Comparison
of VHDL, Verilog and SystemVerilog. Model Technology White Paper.
-
Synopsys VCS
http://www.synopsys.com/products/simulation/simulation.html
http://www.synopsys.com/products/simulation/vcs_ds.pdf
- Mentor
Graphics ModelSim.
http://www.mentor.com/products/fv/digital_verification/index.cfm.
- Cadence
NC-Sim.
http://www.cadence.com/datasheets/4492C_IncisiveVerilog_DSfnl.pdf
-
Cadence Incisive
Simulators.
http://cadence.com/products/functional_ver/simulation/index.aspx
-
P. Mishra and N. Dutt.
Architecture description languages for programmable embedded
systems. // IEEE Proceedings Computers and Digital Techniques., Vol.
152, No. 3, May 2005.
-
W. Qin, and S. Malik.
Architecture description languages for retargetable compilation. //
The Compiler Design Handbook, CRC Press, 2002.
-
H. Tomiyama, A. Halambi,
P. Grun, N. Dutt, A. Nicolau. Architecture Description Languages for
Systems-on-Chip Design. // Proc. Asia Pacific Conf. on Chip Design
Language, 1999, pp. 109–116.
-
Rainer Leupers.
Retargetable Code Generation for Digital Signal Processors. Kluwer
Academic Publishers, 1997.
-
M. Freericks. The nML
Machine Description Formalism. Technical Report 1991/15, TU Berlin,
Fachbereich Informatik, 1991.
-
A. Fauth, J. Van Praet, M.
Freericks. Describing instruction set processors using nML. In Proc.
of ED&TC, 1995.
-
Chess/Checkers Products.
Target Compiler Technology. http://www.retarget.com/.
-
ISDL Project
Homepage.
http://caa.lcs.mit.edu/caa/home.html.
-
G. Hadjiyannis, S. Hanono,
S. Devadas. ISDL: An Instruction Set Description Language for
Retargetability. Design Automation Conference (DAC) 1997.
-
EXPRESSION Homepage.
http://www.cecs.uci.edu/~aces/index.html.
-
Ashok Halambi, Peter Grun,
Vijay Ganesh, Asheesh Khare, Nikil Dutt and Alex Nicolau.
EXPRESSION: A Language for Architecture Exploration through
Compiler/Simulator Retargetability, DATE 99.
-
P. Mishra, A. Shrivastava,
N. Dutt. ADL-driven Software Toolkit Generation for DSE. ACM
Transactions on Design Automation of Electronic Systems, pp. 1-31,
2006.
-
M. Reshadi, N. Dutt, P.
Mishra. A Retargetable Framework for Instruction-Set Architecture
Simulation. ACM Transactions on Embedded Computing Systems, Vol. 5,
No. 2, pp. 431–452, May 2006.
-
Analog Devices Processor
Development Tools.
http://www.analog.com/processors/platforms/processorDevTools.html.
-
Texas Instruments Tools &
Software Overview.
http://focus.ti.com/dsp/docs/dspfindtoolswbytooltype.tsp?sectionId=3&tabId=2088&toolTypeId=1&familyId=44.
-
Freescale CodeWarrior
Development Tools.
http://www.freescale.com/webapp/sps/site/homepage.jsp?nodeId=012726&tid=FSH.
-
LSI DSP Products.
http://www.lsi.com/networking_home/networking_products/dsps/index.html.
-
NXP (Philips
Semiconductors) Development Tools for Microcontrollers.
http://www.nxp.com/products/microcontrollers/support/development_tools/.
-
ARM RealView Development
Tools. http://www.arm.com/products/DevTools/.
-
TASKING - Embedded
Software Development Tools. http://www.tasking.com/.
-
Raisonance Embedded
Development Tools. http://www.raisonance.com/.
-
Signum Embedded
Development Tools. http://signum.com/.
-
Nohau (ICE Technology)
Development Tools. http://www.icetech.com/.
-
Keil Embedded Development
Tools. http://www.keil.com/.
-
Green Hills MULTI
Integrated Development Environment.
http://www.ghs.com/products/MULTI_IDE.html.
-
IAR Embedded Development
Tools. http://www.iar.com/.
-
iSystem Solutions for
Embedded System Development. http://www.isystem.com/.
Назад Содержание
|
|