基于虚拟机的ESL系统平台研究及软件实现

发布时间：2017-10-02 08:28

  本文关键词：基于虚拟机的ESL系统平台研究及软件实现

  更多相关文章： 虚拟机 电子系统级设计 协同仿真 QEMU TLM2.0

【摘要】：随着System on Chip(SoC)设计越来越复杂,不管是硬件设计还是软件设计均面临着严峻的挑战。而借由导入Electronic System Level(ESL,电子系统级)设计方法学,则可以将设计的抽象层级由原本的Register Transfer Level(RTL)级提高到Transaction级。抽象层级的提升使设计大为方便快捷,而且可使工程师在设计的初期阶段就能快速针对系统的模型进行分析,进而提早发现可能潜在的错误,降低设计的风险并加速产品上市。系统级的设计牵涉到诸多软硬件协同设计的问题,而软件设计因其情况多变更为复杂,而虚拟机则方便地为工程师提供各种软件应用环境,也可使软件提早开始进行。虚拟机可以启动一个未经修改的商业操作系统,在其上可以在可接受的模拟速度范围内运行实际的程序。而一个ESL平台通过虚拟机提供的扩展接口连接到虚拟机中。这样虚拟机中的程序可以访问并验证ESL平台上的目标设计。为解决软硬件协同设计及验证问题,本论文基于QEMU虚拟机设计了一个ESL系统平台。这个架构是由QEMU虚拟机模拟ARM处理器,并且以socket接口连接到模拟硬件的ESL系统平台以达到软硬件协同设计模拟的目的。在此平台上,基于SystemC的设计可以得到验证并连接到总线功能模块(BFM)上,而BFM可作为设备挂载到虚拟机的外围设备接口上,此后在虚拟机的操作系统上可以为此设备开发驱动程序及相关应用程序。随着越来越多的IP遵循TLM2.0标准,模型重用的环境也越来越成熟。为方便的使用及支持遵循TLM2.0标准的IP,本论文提出一套新的方式整合OSCI TLM2.0标准到此系统平台中。
【关键词】：虚拟机 电子系统级设计 协同仿真 QEMU TLM2.0
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究意义10-12
• 1.2 本文主要工作12
• 1.3 本论文的结构安排12-13
• 第二章 相关知识与研究13-38
• 2.1 原型开发的需求13
• 2.2 仿真精确度13-14
• 2.3 SYSTEMC与TRANSACTION LEVEL MODELING14-18
• 2.3.1 OSCI SystemC15-16
• 2.3.2 软硬件协同设计16-17
• 2.3.3 软硬件分割17-18
• 2.4 SYSTEM SIMULATORS18-22
• 2.4.1 翻译式模拟19-20
• 2.4.2 编译式模拟20-21
• 2.4.3 动态编译式模拟21-22
• 2.5 QEMU22-29
• 2.5.1 Translation Block25-26
• 2.5.2 QEMU执行流程26-28
• 2.5.3 外围设备模型28
• 2.5.4 中断处理器28-29
• 2.6 QEMU-SYSTEMC29-30
• 2.7 OPEN VIRTUAL PLATFORMS30-32
• 2.7.1 OVP简介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 模拟器架构33-34
• 2.10 LINUX设备驱动34-37
• 2.10.1 设备和模拟的类型35-36
• 2.10.2 文件操作结构36
• 2.10.3 I/O ports and I/O memory36-37
• 2.10.4 中断处理37
• 2.11本章小结37-38
• 第三章 系统架构的设计与实现38-69
• 3.1 QEMU和GNU SIMULATOR对比38-40
• 3.1.1 效能对比39-40
• 3.2 ESL初步准备40-50
• 3.2.1 ESL设计和TLM方法学40-42
• 3.2.2 TLM与EDM42-43
• 3.2.3 TLM2.043-46
• 3.2.4 全系统仿真46
• 3.2.5 QEMU与基于SystemC的虚拟平台46-49
• 3.2.6 其他仿真平台49
• 3.2.7 Coware Platform Architect与ARM SoC Designer49-50
• 3.3 系统框架简介50-52
• 3.3.1 主机系统50-51
• 3.3.2 执行流程的步骤51-52
• 3.4 系统连接52-56
• 3.4.1 TLM2.0 互连设计52-53
• 3.4.2 功能模块设计53-55
• 3.4.3 并行处理模型55-56
• 3.5 实现56-63
• 3.5.1 核心接56-58
• 3.5.2 Socket和Payload58-59
• 3.5.3 适配器59-60
• 3.5.4 互连模块60-62
• 3.5.5 仲裁模块62
• 3.5.6 测试模块62-63
• 3.6 全系统设计与仿真63-68
• 3.6.1 Linux设备驱动设计63-65
• 3.6.2 主机和子系统接65-66
• 3.6.3 全系统仿真的通信机制66-68
• 3.6.4 虚拟I/O接68
• 3.7 本章小结68-69
• 第四章 验证环境和仿真结果69-72
• 4.1 验证环境69
• 4.2 验证和调试流程69-70
• 4.3 仿真结果70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 结论72-73
• 5.1 本文的主要贡献72
• 5.2 下一步工作的展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77

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本文编号：958558