Проектирование и проверка на уровне электронной системы
Проектирование и проверка уровня электронной системы (ESL) — это методология электронного проектирования, ориентированная на проблемы более высокого уровня абстракции. Термин «Уровень электронной системы» или «ESL Design» был впервые определен Gartner Dataquest , фирмой, занимающейся отраслевым анализом EDA, 1 февраля 2001 года. [1] Это определено в ESL Design and Verification. [2] как: «использование соответствующих абстракций для улучшения понимания системы и повышения вероятности успешной реализации функциональности экономически эффективным способом».
Основная предпосылка состоит в том, чтобы смоделировать поведение всей системы с помощью языка низкого уровня, такого как C , C++ , или с помощью графических инструментов проектирования, основанных на модели. Появляются новые языки, которые позволяют создавать модели на более высоком уровне абстракции, включая языки проектирования систем общего назначения, такие как SysML, а также языки, специфичные для проектирования встраиваемых систем, такие как SMDL и SSDL. Быструю и правильную по конструкции реализацию системы можно автоматизировать с помощью инструментов EDA , таких как высокоуровневый синтез и встроенные программные средства, хотя сегодня большая часть этого выполняется вручную. ESL также можно реализовать с помощью SystemC в качестве абстрактного языка моделирования .
ESL — это устоявшийся подход во многих ведущих мировых компаниях, занимающихся разработкой систем на кристалле (SoC), и он все чаще используется при проектировании систем . [3] Начиная с момента своего зарождения как алгоритмов методологии моделирования , «не связанной с реализацией», ESL развивается в набор дополнительных методологий, которые позволяют проектировать, проверять и отлаживать встроенные системы , вплоть до аппаратной и программной реализации пользовательских SoC , «система-на-чипе». FPGA , встроенные системы и целые многоплатные системы.
Проектирование и верификация — две отдельные дисциплины в рамках этой методологии. Некоторые практики предусматривают разделение этих двух элементов, в то время как другие выступают за более тесную интеграцию проектирования и проверки. [4]
Дизайн
[ редактировать ]Будь то ESL или другие системы, дизайн означает «одновременное проектирование аппаратной и программной частей электронного продукта». [5]
Инструменты
[ редактировать ]Для проектирования ESL используются различные типы инструментов EDA. Ключевым компонентом является виртуальная платформа, которая по сути является симулятором. Виртуальная платформа чаще всего поддерживает моделирование на уровне транзакций (TLM), где операции одного компонента над другим моделируются с помощью простого вызова метода между объектами, моделирующими каждый компонент. Эта абстракция дает значительное ускорение по сравнению с моделированием с точностью до цикла, поскольку тысячи событий сетевого уровня в реальной системе могут быть представлены простой передачей указателя, например, для моделирования получения пакета Ethernet часто используется SystemC.
Другие инструменты поддерживают импорт и экспорт или взаимодействие с компонентами, смоделированными на других уровнях абстракции. Например, компонент RTL можно преобразовать в модель SystemC с помощью VtoC. [6] или Верилятор. А синтез высокого уровня можно использовать для преобразования моделей компонента на языке C в реализацию RTL.
Проверка
[ редактировать ]При проектировании и проверке ESL проверочное тестирование используется для подтверждения целостности конструкции системы или устройства. Могут применяться многочисленные методы проверки; эти методы испытаний обычно модифицируются или адаптируются для лучшего соответствия тестируемой системе или устройству. Общие методы проверки ESL включают, помимо прочего: [7]
- Модульная архитектура
- Ограниченная генерация случайных стимулов
- Внедрение ошибок
- Полноценные среды моделирования
Проверка часто обеспечивается разработчиком системы/устройства, но во многих случаях требуется дополнительная независимая проверка.
Проблемы и критика
[ редактировать ]Была высказана некоторая критика в отношении разработки и проверки ESL. К ним относятся слишком большое внимание к языкам на основе C и проблемы с представлением параллельных процессов. [8] Можно также утверждать, что проектирование и верификация ESL являются частью верификации и валидации .
См. также
[ редактировать ]- Синтез высокого уровня
- Верификация высокого уровня
- Автоматизация электронного проектирования
- Платформенный дизайн
- Разработка интегральных схем
- Уровень регистрации-передачи
- Язык спецификации свойств
- Виртуальное прототипирование
- СистемаC
- СистемаC АМС
- Системная инженерия
- СистемаVerilog
- Моделирование на уровне транзакций (TLM)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Информация и результаты по теме «Проектирование на системном уровне заслуживает более пристального внимания: сложность современных проектов требует системного уровня». Однако разработка инструментов EDA отстает от потребностей компаний, производящих полупроводники и системные решения, и инструменты EDA должны оказывать поддержку. (Темная история)' | AccessMyLibrary — Содействие пропаганде библиотек . Доступ к моей библиотеке. Проверено 10 августа 2013 г.
- ^ Брайан Бейли, Грант Мартин и Эндрю Пизиали, Проектирование и проверка ESL: рецепт методологии уровня электронной системы . Морган Кауфманн / Elsevier , 2007.
- ^ Адамов, Александр (2007). «Модели уровня электронной системы для функциональной проверки системы на кристалле». 2007 9-я Международная конференция «Опыт проектирования и применения САПР в микроэлектронике» . САПР в микроэлектронике. стр. 348–350. дои : 10.1109/CADSM.2007.4297576 . S2CID 1942674 .
- ^ Моретти, Гейб. «Проектирование и проверка требуют более тесной связи» . Журнал «Чип-дизайн» .
- ^ Перье, Винсент. «Взгляд внутрь конструкции уровня электронной системы (ESL)» .
- ^ Стой, Уильям. «Использование VTOC для одновременного проектирования больших SoC: практический пример» (PDF) .
- ^ «Независимая проверка» . Проектирование и проверка новой волны .
- ^ «Объяснение ESL» . Национальные инструменты .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Элис Дж. Паркер ; Джозеф Тират-Гефен; Сухрид А. Вадекар (2007). «Проектирование системного уровня». В Вай-Кай Чен (ред.). Справочник СБИС (2-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-4199-1 . глава 76.
- Брайан Бэйли; Грант Мартин (2010). Модели ESL и их применение: проектирование и проверка уровня электронных систем на практике . Спрингер. ISBN 978-1-4419-0964-0 .
- Фрэнк Рогин; Рольф Дрекслер (2010). Отладка на уровне электронной системы . Спрингер. ISBN 978-90-481-9254-0 .
- Лим Сю (2007). Демистифицируется методология проектирования схем СБИС: концептуальная таксономия . Wiley-IEEE. ISBN 978-0-470-12742-1 .