Tesis doctoral de Héctor Posadas Cobo
En la actualidad, el aumento de la complejidad de los sistemas electrónicos y la fuerte interacción entre los elementos software y hardware que componen los mismos lleva a la necesidad de desarrollar nuevas metodologías de diseño. En este sentido, la estimación y verificación de las prestaciones de los diseños de sistemas embebidos de la forma más rápida posible al principio del proceso de diseño es un hito de gran importancia. La toma de las decisiones de diseño iniciales, respecto a las características de la plataforma hw o el mapeo hw/sw de los componentes del sistema necesita de gran cantidad de simulaciones que permitan evaluar las distintas soluciones posibles para realizar una implementación óptima. Técnicas previas, como los simuladores de conjunto de instrucciones (iss) o simuladores mediante traducción binaria obtienen estimaciones de rendimiento bastante precisas, pero con tiempos de simulación altos y sobre todo, requiriendo grandes esfuerzo de diseño para obtener los binarios necesarios para simular cada una de las posibles configuraciones del sistema. Por ello, esta tesis propone una nueva solución basada en simulación por anotación de código fuente, que a costa de algo de precisión, permite realizar simulaciones muy rápidas con un mínimo esfuerzo de diseño. en los últimos años han aparecido lenguajes de diseño que facilitan la integración de los ámbitos hw y sw en un mismo flujo de diseño. De entre estos, systemc se ha erigido como uno de los más importantes, especialmente para el desarrollo de especificaciones y del flujo de diseño hardware. Sin embargo, la integración del flujo de diseño software aun no esta completamente resuelta. En este sentido el trabajo desarrollado en la tesis proporciona todas las herramientas necesarias para realizar la integración sw en una infraestructura systemc. por ello, la primera tarea realizada en esta tesis ha sido extender el lenguaje systemc para incluir primitivas de un sistema operativo de tiempo real(rtos) que permiten la ejecución y el refinado de módulos software. Para ello se ha estudiado la especificación posix y se han desarrollado los elementos que permitan la ejecución de módulos refinados para dicho sistema de manera correcta. Elementos de concurrencia, planificación, comunicación, sincronización, control del tiempo, y otras ayudas al programador han sido implementados para conformar un completo modelo de sistema operativo. Adicionalmente se han implementado servicios que permiten la integración de controladores de dispositivo tipo linux. la segunda parte de la tesis se ha centrado en la generación de una librería capaz de obtener datos dinámicamente sobre las prestaciones temporales de dichos sistemas a partir del código fuente, para poder verificar el cumplimiento de las características requeridas. Esta librería permite la obtención de estimaciones dinámicas de los costos de tiempo de códigos, inicialmente descritos de forma atemporal, y la anotación de dichos tiempos en la propia simulación, de forma que la simulación se convierte en temporal. Políticas, prioridades, interrupciones y expulsiones son permitidas sin interferir en la transformación temporal de la simulación. a parte de estos dos elementos principales para el desarrollo sw se han añadido otros componentes sw, como una pila de comunicaciones tcp/ip o un modelo de orb tipo corba. junto con los elementos sw se han desarrollado componentes systemc de alto nivel capaces de modelar los elementos principales de un sistema embebido, como buses, memorias, redes de comunicaciones, etc. por último se han desarrollado los componentes necesarios para poder incluir toda esta infraestructura en procesos de exploración automática del proceso de diseño, de forma que en base a descripciones iniciales del sistema en formato xml, la infraestructura es capaz de generar dinámicamente los modelos de los sistemas a evaluar, permitiendo la modificación automática de los atributos configurables de forma que las herramientas de exploración del espacio de diseño pueden utilizar la herramienta en el proceso de exploración. la infraestructura de simulación y estimación de rendimiento ha sido desarrollada y probada en diversos proyectos europeos. además se ha comenzado a introducir en el proceso de diseño de la compañía marvell hispania, para el diseño de chips para comunicaciones por línea eléctrica (plc).
Datos académicos de la tesis doctoral «Estimación de prestaciones para exploración de diseño en sistemas embebidos complejos hw/sw«
- Título de la tesis: Estimación de prestaciones para exploración de diseño en sistemas embebidos complejos hw/sw
- Autor: Héctor Posadas Cobo
- Universidad: Cantabria
- Fecha de lectura de la tesis: 01/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Eugenio Villar Bonet
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Carlos alberto López barrio
- roberto Sarmiento rodríguez (vocal)
- franco Fummi (vocal)
- michael González harbour (vocal)