Configurable SoC platform for UML designed applications

Abstract

AB3:Modernien digitaalisten sulautettujen järjestelmien suunnitteluun tarvitaan kehittyneitä mallinnusmetodologioita sekä työkaluja, jotta uusia tuotteita voitaisiin toteuttaa vaaditussa ajassa sekä mahdollisimman pienin kustannuksin. Tällaisten järjestelmien suunnittelun edellytyksenä on laaja laitteisto- ja ohjelmistokomponenttien uudelleenkäyttö. Lisäksi suunnittelun abstraktiotasoa on nostettava, jotta pystyttäisiin hallitsemaan kasvava järjestelmien kompleksisuus.Tampereen Teknillisessä Yliopistossa on kehitetty automatisoitu järjestelmäpiirien suunnitteluvuo nimeltä Koski. Koski on ensimmäinen UML 2.0 (Unified Modeling Language) kieleen perustuva suunnitteluvuo, joka mahollistaa monen prosessorin järjestelmäpiirien toteutuksen UML-malleista. Tyypilliset suunnitteluvuot käyttävät UML-kieltä ainoastaan järjestelmän spesifiointiin. Koskessa UML-malleja käytetään tämän lisäksi automaattiseen ohjelmiston sekä laitteiston konfigurointiin. Suunnitteluvuo sisältää useita alityökaluja, jotka automatisoivat järjestelmän suunnitteluvaiheet. Järjestelmän nopean prototyypityksen kannalta Koskessa on tärkeää, että järjestelmästä saadaan automaattisesti toimiva prototyyppi luodun UML-mallin perusteella. Uudelleen konfiguroitavaan logiikkaan perustuvat laitteet kuten FPGA-piirit (Field Programmable Gate Array) soveltuvat joustavuutensa takia hyvin tähän tarkoitukseen. Tässä diplomityössä keskitytään UML-kielellä mallinnetun järjestelmän nopeaan prototyypitykseen FPGA-piirillä. Tätä varten työssä esitellään konfiguroitava moniprosessorialusta, joka tukee UML-kielellä suunniteltujen sovellusten hajautettua suoritusta. Lisäksi työssä arvioidaan Koskessa käytetyn mallinnusmetodologian soveltuvuutta automaattiseen alustan konfigurointiin.

The increasing complexity of modern digital embedded systems requires advanced design methodologies and tools to implement new products in demanded time frame and minimum cost. To be efficient in designing such systems, substantial reuse of hardware and software components is a must. In addition, the design abstraction level must be higher to manage the overall system complexity. Other key enablers of efficient design are fast analyzing, design-space exploration, and verification.Based on these assumptions, a fully automated design flow for System-on-Chips (SoC), called Koski, has been developed at Tampere University of Technology.Koski is the first Unified Modeling Language (UML) 2.0 based system design flow that allows real multiprocessor SoC (MP-SoC) implementations from UML models. This thesis focuses to complete the path from UML system model to prototyping on MP-SoC by proposing an FPGA-based multiprocessor platform that supports distributed execution of UML designed applications.