Protium, son derece entegre donanım hızlandırıcılara sahip bir prototip doğrulama platformu
Sun Fengjun 1, Li Wenqiang 1, Chen Siro 2
(1. Beijing Spreadtrum High-Tech Communication Technology Co., Ltd., Beijing 100190; 2. Cadence Company, Beijing 100100)
Protium, Cadence'in en yeni FPGA hızlı orijinal doğrulama platformudur.Cadence'in Palladium donanım hızlandırıcı serisiyle son derece entegredir.Palladium'un derleme süreci tamamen yeniden kullanılabilir ve çalışma hızı 10 kata kadar artırılabilir. Şüpheli RTL hataları olduğunda sorunsuz bir şekilde nakledilebilir. Hata ayıklama için Palladium'a yazılım hata ayıklama için ideal bir platformdur. Yazılım hata ayıklama ve sistem doğrulama sürecinde Protium'un değerini ve kazanımlarını göstermek için Spreadtrum Beijing'in AP + GPU proje doğrulamasını örnek olarak alın.
Prototip doğrulama; donanım hızlandırıcı; erken yazılım geliştirme; Paladin
Akıllı telefonların hızla gelişmesiyle birlikte, kullanıcıların cep telefonu çiplerinin performansı için gereksinimleri gittikçe artmaktadır.Buna bağlı olarak, yongaların ölçeği de büyüyor ve yazılım giderek daha karmaşık hale geliyor.Kullanıcı deneyimini iyileştirmek ve yongaların pazara sunulmasını hızlandırmak Zamanla, yonga teypten geri dönmeden önce, büyük miktarda yazılım ve donanım sistemi hata ayıklamasının mümkün olan en kısa sürede başlatılması gerekir, ancak geleneksel FPGA akışının gereksinimleri karşılaması zor olmuştur. Örneğin, yonga performans testinde kullanılması gereken GPU modülü, geleneksel FPGA testine karşılık gelir. Xilinxin Virtex7 yongasının bir parçası artık orta ve yüksek performanslı bir cep telefonu yongası için bir GPU modülünü barındıramaz. GPU modülünün özelliği modülün FPGA üzerinde uygulanmasını sağlar. Bölme çok hantal ve zor hale gelir. Aynı zamanda, FPGA hata ayıklama panosu, hata ayıklama karmaşıklığı nedeniyle olgunlaşması ve kullanılması için projenin sonraki aşamasına kadar sıklıkla ertelenir.Yazılım ekibi için, pirinçsiz pişirmek için bir bulmaca vardır.
2 Yazılım hata ayıklamada mevcut simülasyon platformlarının sınırlamaları
Donanım hızlandırıcıları artık doğrulama sürecinde vazgeçilmez bir anahtar platform haline geldi. Yazılım simülasyonuna göre çok büyük hız avantajı ve kapsamlı hata ayıklama yetenekleri nedeniyle, donanım hızlandırıcılar donanım hızlandırmalı simülasyon, sistem düzeyinde doğrulama, yazılım geliştirme ve hata ayıklama ve diğer aşamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu, tüm doğrulama döngüsünde mevcut olan en eski yazılım ve donanımdır. İşbirliğine dayalı sistem düzeyinde doğrulama platformu. Bununla birlikte, RTL geliştirme olgun aşamaya girdiğinde, donanım hızlandırıcının donanım hata ayıklama yeteneği artık gerekli değildir, ancak çalışma hızı, yazılım mühendislerinin ilgi ve deneyiminin odak noktası haline gelmiştir. Donanım hızlandırıcının tipik hızı, yazılım mühendisleri için yeterince hızlı olmayan yaklaşık 1 MHz ~ 2 MHz'dir. Buna ek olarak, birden fazla yazılım mühendisinin aynı anda hata ayıklama için donanım hızlandırıcı kaynaklarına ihtiyaç duyması, donanım hızlandırıcıların kaynak sıkıntısını artıracak ve yazılım hata ayıklama ve geliştirme maliyetini artıracaktır.
Kendi geliştirdiği FPGA prototip kartı veya ticari FPGA prototip kartı seçimi, çalışma hızındaki avantajları nedeniyle yaygın olarak kullanılan destekleyici çözümlerdir. Ancak eksiklikleri de çok açık. FPGA prototip panolarında hata ayıklama, genellikle FPGA'nın doğuştan gelen hata ayıklama yeteneklerinin olmaması nedeniyle tüm hata ayıklama döngüsünü uzun ve kontrol edilemez hale getirir ve ayrıca özel bakım yapmak için çok fazla insan kaynağı gerektirir, bu da genellikle kısıtlı zaman bütçeli projeler için risk anlamına gelir. Donanım hızlandırıcılarının hata ayıklama yeteneklerini ticari FPGA prototip kartlarının hız avantajlarıyla birleştiren bir çözüm var mı?
3 Protium'un temel özellikleri ve avantajları
Protium, Cadence'in yeni piyasaya sürdüğü FPGA tabanlı hızlı prototipleme çözümüdür ve erken yazılım geliştirme, regresyon testi ve yüksek performanslı sistem düzeyinde doğrulama için uygundur. Protium, en yeni nesil ultra büyük ölçekli FPGA'leri uygular ve hızlı başlatma ve kullanımı kolay özellikler içeren, derlemeden yazılım hata ayıklamaya kadar eksiksiz bir süreç kümesi sağlar. En değerli şey, Protium'un Cadence donanım hızlandırıcısı Palladium'un derleme süreciyle tamamen uyumlu olması ve donanım hızlandırıcılarda yaygın olarak kullanılan hız köprüsünü yeniden kullanabilmesi, böylece kullanıcıların Palladium simülasyon ortamından daha yüksek performanslı hızlı prototip doğrulamasına sorunsuz ve hızlı bir şekilde geçebilmesidir. Platforma gelin. Protium aşağıdaki özelliklere ve avantajlara sahiptir:
(1) Temel özellikler
8 x Xilinx Virtex-72000T FPGA'ya kadar destekler.
(2) Bir donanım hızlandırıcı olan Palladium ile mükemmel entegrasyon
Palladium simülasyon derleme ortamı, derleme ve çalışma zamanı komut dosyaları dahil olmak üzere yeniden kullanılabilir;
Palladium'un hız köprüsü serisi hızlandırma köprüsü ile uyumludur;
Hızlı model doğrulaması için Palladium'a iade edilebilen post-partition veritabanını otomatik olarak oluşturun.
(3) Tam otomatik FPGA arka uç uygulaması
Tam otomatik FPGA bölümü ve yeri ve yolu (PNR);
Tam otomatik Bellek Modeli dönüştürme ve modelleme;
Tam otomatik saat ağacı dönüşümü (girişli saat, çoklamalı saatler, mandal vb. Dahil);
Otomatik zamanlama kapanması, kurulum / tutma süresi ihlallerini otomatik olarak ortadan kaldırır.
(4) Çeşitlendirilmiş hata ayıklama çözümleri
Veri yükleme ve depolama birimine indirme desteği;
Destek gücü ve serbest bırakma;
Opsiyonel kara kutu çözümü, yüksek hızlı tasarım modüllerini ve arabirimlerini destekleyebilir;
Kullanıcı tarafından özelleştirilmiş arabirimi desteklemek için genişletilmiş yardımcı kart sağlayın;
Karmaşık hata ayıklama için Palladium'a dönebilirsiniz.
4 Protium derleme ve çalıştırma süreci
4.1 Protium sistem düzeyinde doğrulama ortamı
Laboratuvar sistemi düzeyinde doğrulama ortamı Şekil 1'de gösterilmektedir.
Şekil 1 Protium sistem doğrulama ortamı
(1) Palladium PXPII X16: donanım hızlandırıcı 72M kapısı.
(2) Protium: 8 Xilinx Virtex-7 FPGA'yı destekleyen FPGA hızlı prototipleme doğrulama sistemi.
(3) JTAG ve UART: SOC JTAG arayüzü üzerinden ARM hata ayıklayıcıyı bağlayın; yazılım hata ayıklama bilgilerini yazdırmak için PC seri portunu SOC UART arayüzü üzerinden bağlayın.
(4) Video hız köprüsü: SOC video çıkış arabirimi aracılığıyla gerçek zamanlı video görüntülerini görüntüleyin.
(5) USB Aygıtı hız köprüsü: U disk dosya depolamasını SOC USB arabirimi üzerinden bağlayın.
(6) DDR yardımcı kartı: SOC dışında DDR'yi desteklemek için kullanılan Protium'a özel yardımcı kart.
4.2 Protium derlemesi ve çalıştırma süreci
Protium derleme ve çalıştırma süreci Şekil 2'de gösterilmektedir. Ana adımlar aşağıdaki gibidir:
(1) Seri bağlantı noktası, JTAG, LPDDR4 gibi RTL ve ana bağlantı noktalarının normal şekilde çalıştığından emin olmak için Palladium üzerinde regresyon simülasyon testi gerçekleştirin.
(2) Palladium'un derlenmiş komut dosyasını yeniden kullanın ve pano dosyası, sondalar vb. Gibi FPGA kontrol komutlarını ekleyin.
(3) Adım (1) 'de oluşturulan Palladium netlist, tasarım girdisi olarak kullanılır ve adım (2)' deki güncellenmiş komut dosyası, HDLICE derlemesini ve FPGA yerleştirme ve yönlendirmeyi tamamlamak ve nihai FPGA kullanılabilir bit dosyasını oluşturmak için yürütülür.
(4) Adım (3) 'te oluşturulan bit dosyasını Protium'a indirin.
(5) Görüntü dosyasını ROM / SRAM / LPDDR4'e yüklemek, zorla / serbest bırakmak, kurulum tetikleyicisi, vb. Gibi gerekli başlatma işlemini gerçekleştirmek için Palladium simülasyon işleminde kullanılan başlatma komut dosyasını yeniden kullanın.
(6) Çalıştır komutunu yürütün.
Şekil 2 Protium derleme ve çalıştırma işlemi
5 Donanım hata ayıklama süreci
Donanım normal çalışmıyorsa, aşağıdaki üç yolu kullanarak hata ayıklayabilirsiniz:
(1) Tetikleme koşulunu ayarlayın ve Xilinx Chipscope aracılığıyla hata ayıklamak için sinyal dalga biçimini indirin.
(2) Çalıştırmak, aynı çalışma zamanı başlatma komut komut dosyasını çalıştırmak ve RTL sürümlerindeki farklılıklardan kaynaklanan işlevsel sorunları ortadan kaldırmak için Palladium'a dönün.
(3) FPGA arka uç işleme aşamasında olası zamanlama ve işlevsel sorunları ortadan kaldırmak için doğrudan Palladium üzerinde çalıştırmak için derlemede oluşturulan doğrulama modelini kullanın.
6 Yazılım hata ayıklama süreci
Yazılım testinin amacı: Bellek Kopyalama, Antutu çalıştırma puanlaması vb. Dahil olmak üzere Android ve Benchmark testlerini önyükleme.
Yazılım hata ayıklama süreci Şekil 3'te gösterilmektedir. Birincisi, yazılım hata ayıklaması için gerekli koşullar olan JTAG bağlantısı, UART yazdırma, DDR başlatma ve okuma-yazma testi dahil olmak üzere ses testidir. Ana adımlar aşağıdaki gibidir:
Şekil 3 Yazılım hata ayıklama süreci
(1) JTAG ve UART yazdırma: nispeten basit ve sorunsuz hata ayıklama.
(2) DDR testi: Palladium XP ve Protium dahil Emulator platformunda, EDA simülasyon platformunda kullanılan Modelden farklı olan özel DDR PHY ve DDR partikülleri kullanılır.DDR başlatma ve okuma ve yazma testleri için yazılım mühendisleri ve ASIC tasarımı gereklidir. Mühendislerin yakın işbirliği. Bu süreçte, Palladium XP'nin güçlü Hata Ayıklama işlevi, Protium platformu DDR'nin hata ayıklaması için güçlü destek sağladı.
(3) Bootloader ve DisplayC testleri: Hem Boot Android hem de Benchmark testleri bir ekran görüntüsü gerektirir Protium, görüntüleri LCD'de görüntülemek için Palladium XP ile aynı olan Video Speedbridge'e bağlanır.
(4) GPU testi: GPU sürücüsü hata ayıklama, işlevsel test ve GPU'nun kendisinin BenchMark değerlendirmesi dahil.
(5) Android ve Antutu ile ilgili testler: ANTUTU-MEMORY Operation, ANTUTU-RAMSPEED, ANTUTU-SINGLE_INTEGER, ANTUTU-SINGAL-FLOAT vb. Dahil
7 Test sonuçları
Test sonuçları Tablo 1 ve Tablo 2'de gösterilmektedir.
8 Özet
Protium platformu ile çip bantlanmadan önce, Boot Android ve Antutu çalışma noktaları da dahil olmak üzere yazılım ve donanım işbirliğinin performans testini başarıyla tamamladı. Protium ve Palladium XP'nin tamamlayıcı özellikleri, Protium geliştirme sırasında sorunlarla karşılaşıldığında hata ayıklama için Palladium XP platformuna geri dönmeyi mümkün kılar.Sorun çözüldükten sonra, geliştirme için Protium platformuna dönmek için Protium'un hız avantajını kullanın. Projenin geliştirme döngüsü hızlandırılmış, chip listeleme süreci hızlandırılmıştır.
AET üyeleri için yıl sonu avantajları!
