Hybrid Linux System Modeling with Mixed-Level Simulation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mesquita, José Carlos Vale de
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/46603
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores
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spelling Hybrid Linux System Modeling with Mixed-Level SimulationHardware-software co-designCo-simulationQEMUPSIMLinuxHW-SW co-designCo-simulaçãoQEMUPSIMLinuxEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e ComputadoresWe live in a world where the need for computer-based systems with better performances is growing fast, and part of these systems are embedded systems. This kind of systems are everywhere around us, and we use them everyday even without noticing. Nevertheless, there are issues related to embedded systems in what comes to real-time requirements, because the failure of such systems can be harmful to the user or its environment. For this reason, a common technique to meet real-time requirements in difficult scenarios is accelerating software applications by using parallelization techniques and dedicated hardware components. This dissertations’ goal is to adopt a methodology of hardware-software co-design aided by co-simulation, making the design flow more efficient and reliable. An isolated validation does not guarantee integral system functionality, but the use of an integrated co-simulation environment allows detecting system problems before moving to the physical implementation. In this dissertation, an integrated co-simulation environment will be developed, using the Quick EMUlator (QEMU) as a tool for emulating embedded software platforms in a Linux-based environment. A SystemVerilog Direct Programming Interface (DPI) Library was developed in order to allow SystemVerilog simulators that support DPI to perform co-simulation with QEMU. A library for DLL blocks was also developed in order to allow PSIMR to communicate with QEMU. Together with QEMU, these libraries open up the possibility to co-simulate several parts of a system that includes power electronics and hardware acceleration together with an emulated embedded platform. In order to validate the functionality of the developed co-simulation environment, a demonstration application scenario was developed following a design flow that takes advantage of the mentioned simulation environment capabilities.Vivemos num mundo em que a procura por sistemas computer-based com desempenhos cada vez melhores domina o mercado. Estamos rodeados por este tipo de sistemas, usando-os todos os dias sem nos apercebermos disso, sendo grande parte deles sistemas embebidos. Ainda assim, existem problemas relacionados com os sistemas embebidos no que toca aos requisitos de tempo-real, porque uma falha destes sistemas pode ser perigosa para o utilizador ou o ambiente que o rodeia. Devido a isto, uma técnica comum para se conseguir cumprir os requisitos de tempo-real em aplicações críticas é a aceleração de aplicações de software, utilizando técnicas de paralelização e o uso de componentes de hardware dedicados. O objetivo desta dissertação é adotar uma metodologia de co-design de hardwaresoftware apoiada em co-simulação, tornando o design flow mais eficiente e fiável. Uma validação isolada não garante a funcionalidade do sistema completo, mas a utilização de um ambiente de co-simulação permite detetar problemas no sistema antes deste ser implementado na plataforma alvo. Nesta dissertação será desenvolvido um ambiente de co-simulação usando o QEMU como emulador para as plataformas de software "embebido" baseadas em Linux. Uma biblioteca para SystemVerilog DPI foi desenvolvida, que permite a co-simulação entre o QEMU e simuladores de Register-Transfer Level (RTL) que suportem SystemVerilog. Foi também desenvolvida uma biblioteca para os blocos Dynamic Link Library (DLL) do PSIMR , de modo a permitir a ligação ao QEMU. Em conjunto, as bibliotecas desenvolvidas permitem a co-simulação de diversas partes do sistema, nomeadamente do hardware de eletrónica de potência e dos aceleradores de hardware, juntamente com a plataforma embebida emulada no QEMU.Para validar as funcionalidades do ambiente de co-simulação desenvolvido, foi explorado um cenário de aplicação que tem por base esse mesmo ambiente.Tavares, AdrianoUniversidade do MinhoMesquita, José Carlos Vale de2016-12-072016-12-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/46603eng201737035info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T11:58:23Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/46603Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:48:05.899774Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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