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ほだかこやぎ
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1 Simics 組込み開発向け高速シミュレーション開発環境 Virtualized System Development ウインドリバー株式会社

2 Virtutech についてリサーチ 2 US Move Virtutech Japan 2006 年日本法人設立 2003 年米国サンノゼに本社を移転 Virtutech AB 設立 1998 年 Simics 販売開始 Ericsson が最初のカスタマー 1991 年マルチコア向け開発環境として研究開発開始スウェーデンコンピュータサイエンス研究所 OS & アーキテクチャリサーチ Today 2010 年ウインドリバーへ

3 Simics ソフト開発向け仮想化システム開発環境仮想化開発環境 = 仮想プラットフォーム + デバッグ環境プロダクションソフトウェア仮想化ターゲット Server Drivers CPU CPU RAM User program DB Operating system PCI I2C FLASH Middleware Firmware LAN Controller LCD Controller 通常の PC 上で動作する周辺デバイスと同じ動作をソフトで実現 ( シミュレーション ) デバッグ環境を含む実ボードと同じバイナリコードが動作する実ボードと同じ開発環境使用可機能的にターゲットハードウェアと同等である ROM Disk Virtual platform UART デバイスモデル 3

4 Simics キーテクノロジー高速シミュレーションソフトウェア開発をターゲットにした機能レベル高速シミュレーション数 100MIPS ~ 数 GIPS の性能を実現 Hardware Specification Simics Model Virtual Development Platform 4

5 Simics メモリバスモデルの説明 (1) ハードウェア構成例 Core0 L1 cache Core1 L1 cache Core2 L1 cache Ethernet Accelerator RapidIO Coherency module Fast interconnect for high-bandwidth devices Shared L2 cache DDR MC DDR MC DDR SDRAM DDR SDRAM Bridge Timer UART Slower interconnect for other devices Flash MC Flash memory I2C 5

6 Simics メモリバスモデルの説明 (2) キャッシュやコヒーレンシモジュールはモデル省略 Core0 Core1 Core2 一つの大きなメモリモジュールに各デバイス CPU をマッピングする Ethernet Accelerator RapidIO L1 cache L1 cache L1 cache Coherency module Fast interconnect for high-bandwidth devices Memory map Shared L2 cache DDR MC DDR MC トラフィックは直接メモリにストアされるメモリコントローラブリッジはコンフィギュレーション処理の為にモデル化される DDR SDRAM DDR SDRAM Bridge Timer UART Slower interconnect for other devices Flash MC Flash memory I2C 6

7 Simics キーテクノロジー高速シミュレーションソフトウェア開発をターゲットにした機能レベル高速シミュレーション数 100MIPS ~ 数 GIPS の性能を実現豊富なプロセッササポート Power architecture, MIPS, x86, ARM, SH Hardware Specification Simics Model Virtual Development Platform 7

8 Simics キーテクノロジー高速シミュレーションソフトウェア開発をターゲットにした機能レベル高速シミュレーション数 100MIPS ~ 数 GIPS の性能を実現豊富なプロセッササポート大規模システムのシミュレーション Power architecture, MIPS, x86, ARM, SH マルチコアマルチプロセッサ複数のコンピュータボードモデルの同時実行の同時実行異種混在実行 Hardware Specification Simics Model Virtual Development Platform 8

9 ネットワークシステムテスト : 全体図試験用のパケット送信や応答を返すノード Application OS Physical HW Network tester Network connect 単純化された他の実ネットワーク機器のモデル Rest-of-network model Network connect Application OS Simulated HW 全機能をシミュレーションした試験ノード Application OS Traffic gen Real-network Simics Network Link Simulation 計測用モジュール Physical HW 実ネットワーク上のテスト機器 Application OS Simulated HW Application OS Simulated HW 完全にシミュレートされた他のネットワークノード Simics 9

10 Simics キーテクノロジー高速シミュレーションソフトウェア開発をターゲットにした機能レベル高速シミュレーション数 100MIPS ~ 数 GIPS の性能を実現豊富なプロセッササポートフルシステムシミュレーション Power architecture, MIPS, x86, ARM, SH マルチコアマルチプロセッサ複数のコンピュータボードモデルの同時実行異種混在実行ソフトウェアデバッグ機能自由にコントロールできる実行環境実ボードで不可能な数々のデバッグ機能 Hardware Specification Simics Model Virtual Development Platform 10

11 システムレベルのデバッグシステム全体を同時に逆実行確定的実行反復性停止無制限ブレークポイントアクセスブレーク優れた可観測性特定デバイスアクセスのトレースシステム全体のスナップショットを保存 / 復元不具合挿入が可能実行制御のスクリプト化自動化リアルワールドとの相互接続が可能 con0.wait for string "$ con0.record start con0.input "./ptest.elf 5 n" if ($r == "fail. ) { echo test failed } Wind River. All Rights Reserved.

12 仮想プラットフォームの応用 12

13 仮想システム開発環境の利用 Virtualized Systems Development プロダクトデファインフェーズアーキテクチャ設計最新テクノロジー評価仕様をモデル化した協調検証メモリの使用量観測データおよびコードプロファイリングプロダクトデベロップメントフェーズボード完成前からのソフト開発高度なデバッグ機能の利用オフショア開発分散開発テスト ( 特に異常系 ) プロダクトデプロイメントフェーズセールスツールパートナー環境サポート & メインテナンスユーザートレーニング Product Lifecycle (PLC)

14 従来の製品開発プロセス Define Develop Deploy ハード仕様アーキテクチャデザイン試作最終版???? 顧客アーキテクチャ調査ハードウェア開発システムインテグレーションパートナー製品仕様ソフトウェア開発ソフトウェア仕様ファームウェア : ブートコード診断コードドライバ BSP アプリケーション開発セールスサポートマーケティング

15 平行開発によるシステムの早期検証 Define ハード仕様アーキテクチャデザイン試作 Develop Final Rev HW Deploy 顧客アーキテクチャ調査システムインテグレーションパートナー製品仕様ソフトウェア仕様ファームウェア : ブートコード診断コードドライバ BSP アプリケーション開発ドキュメントデモトレーニングサポートセールスサポートマーケティング

18 仮想プラットフォームの構築 18

19 迅速なモデル作成モデルの再利用包括的なモデルライブラリモデル作成受託ソフトウェア技術者がモデル可能な環境 C, C++, SystemC, Python, DML (Device Modeling Laungage) によるモデリングのサポートウインドリバー又はユーザ自身でのモデリングサンプルコード 2 日間のモデリングトレーニングコース 19

20 DML C 言語を拡張 (C の記述が可能 ) デバイスモデリングの為にキーワード機能を追加テンプレートは自動生成読みやすい記述形式実行環境から参照できるドキュメントヘルプの挿入可能 C の外部モジュールを呼び出し可能動作可能な仕様書として活用可能 20 20

21 デバイスモデリング例 DMA Control Register offset 0x EN SWT TS EN : DMA Enable bit (r/w) SWT: Transgfer start (r/w) TS : Transger size (r/w) DMA source address Register offcet 0x DMA destination address Register offcet 0x Copyright Virtutech, All rights reserved

22 DML による記述例 (1) device simple_dma; bank b { register DMA_control size 0x20 { field EN [31] "Enable DMA"; field SWT [30] "Software Trigger"; field TS [15:0] "Transfer size"; method after_write(memop) { inline $do_dma_transfer(); } } register DMA_source size 0x24; register DMA_dest size 0x28; method do_dma_transfer() { if ($DMA_control.EN==1) { local uint16 count = $DMA_control.TS; local uint8 local_buf[4]; local exception_type_t result; 22.. } else { } while(count>0) { // copy memory details elided... $DMA_source += 4; $DMA_dest += 4; count -= 1; } // clear SWT bit, update TS $DMA_control.SWT = 0; $DMA_control.TS = count; if($dma_control.swt==1) { // enable bit not set, so we cannot transfer log "info", 2 : "EN bit not set, SWT=1 has no effect"; } 22

23 顧客事例サーバーグループ : P6 プログラム Simics を用いる新しい開発プロセスを採用 DML でモデル作成ーコンカレント開発システムインテグレーション時間を 80% 短縮ナビゲーションシステム : 787 プログラムシステム試験をインド企業へアウトソース Simics スクリプトを使用し 24 時間自動試験コスト削減と品質向上を実現ネットワーキング : QorIQ プログラムリリース前のチップを Simics モデル化競合との差別化開発リスクの軽減顧客向け開発環境の整備

24 Simics 4.4 Product Family Simics Analyzer, WR Hypervisor Add-in Simics Analyzer, QNX Add-in Simics Analyzer, VxWorks Add-in Simics Analyzer, FSL Hypervisor Add-in Simics Analyzer Simics Analyzer, Linux Add-in Simics Analyzer, OSE Add-in Simics Ethernet Networking Simics Accelerator Simics Hindsight Simics Model Builder Simics Extension Builder Simics Virtual Platforms Simics Custom Virtual Platforms 24 Copyright Virtutech, All rights reserved

25 Thank you! お問い合わせウインドリバー株式会社 TEL: 担当高橋 25

Presentation Title

Presentation Title コード生成製品の普及と最新の技術動向 MathWorks Japan パイロットエンジニアリング部東達也 2014 The MathWorks, Inc. 1 MBD 概要 MATLABおよびSimulinkを使用したモデルベースデザイン ( モデルベース開発 ) 紹介ビデオ 2 MBD による制御開発フローとコード生成製品の活用制御設計の最適化で性能改善設計図ですぐに挙動確認 MILS: