Бизнес в Интернете

  Все выпуски  

Современная Электроника


Служба Рассылок Subscribe.Ru проекта Citycat.Ru

Современная Электроника
выпуск 6 от 2001-02-24


РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

Доброй работы, Подписчик!

Создание электронной системы с процессором - довольно сложная задача не только на этапе проектирования, но и на этапе отладки и тестирования. Главная трудность состоит в том, что приходиться совместно отлаживать как аппаратную, так и программную часть проекта. О том, как эти задачи решаются западными разработчиками, рассказывает статья фирмы Simpod в моем вольном переводе.

До недавнего времени наиболее распространенным подходом при отладке встроенных систем было создание аппаратного прототипа на макетной плате с помощью паяльника, запуска на нем программного обеспечения и затем долгая, кропотливая работа с внутрисистемными эмуляторами, логическими анализаторами, осциллографами и прочим лабораторным оснащением по выискиванию ошибок. Это и раньше, когда системы были относительно простые, было долго и дорого, сейчас же, когда проектируется современная SoC (однокристальная система), этот метод становиться все менее и менее привлекательным.

Инженеры-разработчики перешли на логическое моделирование и это на некоторое время облегчило им жизнь. Логические симуляторы позволяют гораздо легче проверить проект, найти и исправить в нем ошибки. Сейчас есть два промышленных стандарта - Verilog HDL и VHDL - на языки моделирования аппаратуры, которые используются очень широко. И хотя логическое моделирование в своем современном виде справляется с моделированием аппаратной части, при добавлении в систему программного элемента, возникают трудности. Полнофункциональные HDL-модели процессоров и остальных компонент системы часто бывают недоступны, а получив такие модели, их необходимо всесторонне проверить. И даже если создана полная HDL-модель системы, на ней все равно трудно промоделировать работу программного обеспечения из-за слишком большого времени моделирования в программных HDL-симуляторах.

Системные программисты, в свою очередь, пользуются командными симуляторами (ISS - instruction set simulator), симуляторами RTOS и прочими программными ухищрениями для разработки ПО на кросс-платформе. Такие симуляторы зачастую бывают неадекватны реальной аппаратуре.

Сейчас разработчики встроенных систем начинают использовать микропроцессоры повышенной сложности. Например, Motorola MPC8260 PowerQUICC II может заменить 6 процессорных ядер 603e, коммуникационный процессорный модуль и периферию. Всего он включает 45 блоков. IBM PowerPC 405GP, упакованный в 456-выводной BGA-корпус, имеет на кристалле две шины, SRAM-память, SDRAM-контроллер и много еще чего, включая интегрированный PCI-контроллер. Этот список можно продолжать и дальше. Увеличивается объем периферии, интегрированной на кристалл, и, соответственно, программные модели становятся все сложнее и сложнее.

Следующее поколение инструментальных средств должно объединять логическое моделирование аппаратуры и средства отладки программного обеспечения. Отладка программного обеспечения встроенных систем на виртуальном или смоделированном прототипе в общем случае называется "HW/SW coverification"

Практической реализацией этой идеи является DeskPOD - платформа, позволяющая объединить любые цифровые модули в систему и запустить на ней ПО. Физически DeskPOD - это ящик, очень похожий на программатор с сетевым интерфейсом. В роли функциональной модели компонента SoC выступает реальная микросхема - как правило, большинство компонент SoC-дизайна имеют прототипы в виде уже выпускаемых и продающихся кристаллов. Создается "DeskPOD" модель микросхемы, то есть указывается разводка ног, сигналы и прочие интерфейсные параметры для конфигурации "разъема", выполненного на программируемой логике. Затем несколько DeskPOD'ов объединяется в локальную сеть и организуется "виртуальная шина" для обмена между компонентами системы. Разработчик может, подключившись к такой локалке, наблюдать все процессы, происходящие внутри разрабатываемой системы, что, согласитесь, просто замечтательно. О поддержке такого подхода заявили такие крупные фирмы на рынке CAD как MentorGraphics, Cadence Inc. и Synopsys. То есть при работе с DeskPOD можно будет использовать в качестве анализатора и отладчиков программные среды этих фирм.

Разработчики могут отказаться от написания тестовых взаимодействий для проверки своего железа, заменив их запуском конечной программы (например, при отладке взаимодействия на шине). Плюс упрощается оптимизация системы - можно в короткое время выполнить множество мелких изменений и найти наилучшую конфигурацию.

Для программистов этот подход тоже сулит немалые преимущества: если раньше системный софт на еще не родившуюся архитектуру разрабатывался по бумажной спецификации, и изменить эту спецификацию после сборки прототипа и первого запуска ПО было очень тяжело, то теперь появилась прекрасная возможность вносить изменения прямо в процессе разработки спецификации, тут же проверяя полученный эффект на работающей модели.

Подводя итог, выдвину лозунг: "Больше подходов, хороших и разных!"

Если у вас есть интересные материалы по теме рассылки - пишите, я с удовольствием постараюсь вам помочь. Пишите также, если у вас возникли любые вопросы или предложения, замечания или дополнения.

Кстати, сегодня я изменил дизайн рассылки, и если что-то не нравиться или искажается при просмотре в вашем броузере - пишите, поправлю.

НОВОСТИ


  • Altera выпускает серию Mercury - PLD со встроенными 1,25Гбит трансиверами.
    На кристалле объемом 120-350 тыс. вентилей может быть от 8 до 18 таких каналов и от 48 до 112Кбит накристальной RAM.
    Как заявил представитель компании, преодолев трудности, связанные с объединением на одном кристалле цифровой и аналоговой части, фирма займет лидирующее положение на рынке программируемой логики в области телекоммуникаций. Реализация на базе встроенных каналов последовательных протоколов, таких как GigaBitEthernet, сильно потеснит шинные протоколы, подобные PCI или VME.

  • У Actel новое семейство - eX. Его идея заключается в объединении ASIC и FPGA на одном кристалле, предоставляя, с одной стороны, преимущества программируемой логики, а с другой стороны, не теряя в производительности на специализированных задачах. Всю информацию по этому семейству можно посмотреть здесь: eX

  • 27 февраля AUTEX Ltd проводит очередной семинар по аналого-цифровой технике и цифровой обработке сигналов (ЦОС) в Москве в рамках Европейского тура семинаров "Mixed-Signal and DSP Design Techniques". Семинар проводят специалисты из Analog Devices.

  • 10 Международная Конференция по HDL открывается на следующей неделе в SantaClara, US.


  • Автор Сайт рассылки Архив Рассылки

    Были использованны материалы:
    Simpod
    Altera
    Atmel
    AUTEX Ltd.
    EETimes
    SemiseekNews

    Количество подписчиков: 3771



    http://subscribe.ru/
    E-mail: ask@subscribe.ru
    Поиск

    В избранное