本文關(guān)鍵詞：基于虛擬機的ESL系統(tǒng)平臺研究及軟件實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 虛擬機 電子系統(tǒng)級設(shè)計 協(xié)同仿真 QEMU TLM2.0

【摘要】：隨著System on Chip(SoC)設(shè)計越來越復(fù)雜,不管是硬件設(shè)計還是軟件設(shè)計均面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而借由導(dǎo)入Electronic System Level(ESL,電子系統(tǒng)級)設(shè)計方法學(xué),則可以將設(shè)計的抽象層級由原本的Register Transfer Level(RTL)級提高到Transaction級。抽象層級的提升使設(shè)計大為方便快捷,而且可使工程師在設(shè)計的初期階段就能快速針對系統(tǒng)的模型進行分析,進而提早發(fā)現(xiàn)可能潛在的錯誤,降低設(shè)計的風(fēng)險并加速產(chǎn)品上市。系統(tǒng)級的設(shè)計牽涉到諸多軟硬件協(xié)同設(shè)計的問題,而軟件設(shè)計因其情況多變更為復(fù)雜,而虛擬機則方便地為工程師提供各種軟件應(yīng)用環(huán)境,也可使軟件提早開始進行。虛擬機可以啟動一個未經(jīng)修改的商業(yè)操作系統(tǒng),在其上可以在可接受的模擬速度范圍內(nèi)運行實際的程序。而一個ESL平臺通過虛擬機提供的擴展接口連接到虛擬機中。這樣虛擬機中的程序可以訪問并驗證ESL平臺上的目標(biāo)設(shè)計。為解決軟硬件協(xié)同設(shè)計及驗證問題,本論文基于QEMU虛擬機設(shè)計了一個ESL系統(tǒng)平臺。這個架構(gòu)是由QEMU虛擬機模擬ARM處理器,并且以socket接口連接到模擬硬件的ESL系統(tǒng)平臺以達到軟硬件協(xié)同設(shè)計模擬的目的。在此平臺上,基于SystemC的設(shè)計可以得到驗證并連接到總線功能模塊(BFM)上,而BFM可作為設(shè)備掛載到虛擬機的外圍設(shè)備接口上,此后在虛擬機的操作系統(tǒng)上可以為此設(shè)備開發(fā)驅(qū)動程序及相關(guān)應(yīng)用程序。隨著越來越多的IP遵循TLM2.0標(biāo)準(zhǔn),模型重用的環(huán)境也越來越成熟。為方便的使用及支持遵循TLM2.0標(biāo)準(zhǔn)的IP,本論文提出一套新的方式整合OSCI TLM2.0標(biāo)準(zhǔn)到此系統(tǒng)平臺中。
【關(guān)鍵詞】：虛擬機 電子系統(tǒng)級設(shè)計 協(xié)同仿真 QEMU TLM2.0
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 研究意義10-12
• 1.2 本文主要工作12
• 1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 相關(guān)知識與研究13-38
• 2.1 原型開發(fā)的需求13
• 2.2 仿真精確度13-14
• 2.3 SYSTEMC與TRANSACTION LEVEL MODELING14-18
• 2.3.1 OSCI SystemC15-16
• 2.3.2 軟硬件協(xié)同設(shè)計16-17
• 2.3.3 軟硬件分割17-18
• 2.4 SYSTEM SIMULATORS18-22
• 2.4.1 翻譯式模擬19-20
• 2.4.2 編譯式模擬20-21
• 2.4.3 動態(tài)編譯式模擬21-22
• 2.5 QEMU22-29
• 2.5.1 Translation Block25-26
• 2.5.2 QEMU執(zhí)行流程26-28
• 2.5.3 外圍設(shè)備模型28
• 2.5.4 中斷處理器28-29
• 2.6 QEMU-SYSTEMC29-30
• 2.7 OPEN VIRTUAL PLATFORMS30-32
• 2.7.1 OVP簡介30
• 2.7.2 OVP APIs30
• 2.7.3 Virtual Machine Interface (VMI)30-31
• 2.7.4 BHM和PPM31-32
• 2.7.5 OVP模型32
• 2.7.6 OVP仿真器  OVPsim32
• 2.8 GNU SIMULATOR32-33
• 2.9 模擬器架構(gòu)33-34
• 2.10 LINUX設(shè)備驅(qū)動34-37
• 2.10.1 設(shè)備和模擬的類型35-36
• 2.10.2 文件操作結(jié)構(gòu)36
• 2.10.3 I/O ports and I/O memory36-37
• 2.10.4 中斷處理37
• 2.11本章小結(jié)37-38
• 第三章 系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)38-69
• 3.1 QEMU和GNU SIMULATOR對比38-40
• 3.1.1 效能對比39-40
• 3.2 ESL初步準(zhǔn)備40-50
• 3.2.1 ESL設(shè)計和TLM方法學(xué)40-42
• 3.2.2 TLM與EDM42-43
• 3.2.3 TLM2.043-46
• 3.2.4 全系統(tǒng)仿真46
• 3.2.5 QEMU與基于SystemC的虛擬平臺46-49
• 3.2.6 其他仿真平臺49
• 3.2.7 Coware Platform Architect與ARM SoC Designer49-50
• 3.3 系統(tǒng)框架簡介50-52
• 3.3.1 主機系統(tǒng)50-51
• 3.3.2 執(zhí)行流程的步驟51-52
• 3.4 系統(tǒng)連接52-56
• 3.4.1 TLM2.0 互連設(shè)計52-53
• 3.4.2 功能模塊設(shè)計53-55
• 3.4.3 并行處理模型55-56
• 3.5 實現(xiàn)56-63
• 3.5.1 核心接56-58
• 3.5.2 Socket和Payload58-59
• 3.5.3 適配器59-60
• 3.5.4 互連模塊60-62
• 3.5.5 仲裁模塊62
• 3.5.6 測試模塊62-63
• 3.6 全系統(tǒng)設(shè)計與仿真63-68
• 3.6.1 Linux設(shè)備驅(qū)動設(shè)計63-65
• 3.6.2 主機和子系統(tǒng)接65-66
• 3.6.3 全系統(tǒng)仿真的通信機制66-68
• 3.6.4 虛擬I/O接68
• 3.7 本章小結(jié)68-69
• 第四章 驗證環(huán)境和仿真結(jié)果69-72
• 4.1 驗證環(huán)境69
• 4.2 驗證和調(diào)試流程69-70
• 4.3 仿真結(jié)果70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 結(jié)論72-73
• 5.1 本文的主要貢獻72
• 5.2 下一步工作的展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-77

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