Suunnittelutason parametrisointi Kactus2:ssa

Embedded systems are growing larger and more complex. Even now, current system designs can contain hundreds of Intellectual Property (IP) components. To keep up with productivity, the reusability of the IP components must be improved. This is the scope of IEEE standard IP-XACT. This thesis is based on Kactus2, an open source IP-XACT tool developed at Tampere University of Technology. Kactus2 provides a graphical user interface for System-on-Chip and embedded system IP packing, design capture and VHDL/Verilog code generation. This thesis describes the development and implementation of version 2.8 of Kactus2. The requirements and solutions are presented in detail for each of the new features and improvements implemented in version 2.8. Alternative solutions are presented, and the selected alternatives are justified. Possible future implementations are also given. In version 2.8, the parameter usage of IP components is improved through the use of universally unique IDs (UUID), which requires many changes e.g. to the IP-XACT Component editors. New features include parameter importing, design level configuration through parameters and a parameter propagation mechanism. Remapping IP-XACT Memory Maps through the use of Remap States and memory Remap Elements has also been added. To facilitate the storing of hierarchical IP components, a new save action has been added to the Kactus2 toolbar. Version 2.8 of Kactus2 was released according to its schedule. The development of the version is considered a success, as it improves the design level parameterization in Kactus2 while incorporating additional new features. Within a month of its release, Kactus2 version 2.8 has been downloaded over 200 times, and its benefits over the previous version are confirmed by industrial System-on-Chip developers

Kirjastonhallinnan toteutus Kactus2 IP-XACT työkalussa

The size and complexity of embedded systems have grown at an accelerating pace over the last years. This causes demand to improve the productivity of the design process e.g. by enhancing the reusability of logic components, also called IP-blocks. Improving reusability requires use of new design tools and methods. IP-XACT is a XML based metadata standard, which describes IP-blocks in a tool, implementation and vendor neutral way. Previously there hasn’t been open source design tools supporting IP-XACT and the commercial tools are expensive, thus limiting the ability of small and middle-sized companies to use IP-XACT. This thesis presents an open source IP-XACT design tool called Kactus2. The scope of the thesis is the library management and IP-packaging modules, which enable automated management of IP-blocks. The thesis presents a few extensions to the standard, which expand the original scope of IP-XACT towards product management. The design and implementation of the library management and IP-packaging classes and the user interfaces are described. The implementation language was C++ and the used development framework was the open source version 4.8.3 of Qt. The development environment was Microsoft Visual Studio 2008 with the Qt add-in installed. Qt enables cross-platform development, which facilitated the release of Kactus2 for both Windows and Linux operating systems. The sizes of the presented modules in code lines are 7.500 for library management and 21.000 for IP-packaging. The corresponding class counts are 26 and 156. The code line count for whole Kactus2 tool is 103.000 lines. Library management contains two views of the library structure and a segment to define search options. Packaging module contains 28 editors for different elements of the metadata. The graphical user interface was designed to be easy to use, enabling users to adopt new design methods. Also, the tool contains a context based help system, which reacts to user’s actions giving advice related to the task on hand. The total download count for different Kactus2 versions is over 1.700.Sulautettujen järjestelmien koko ja monimutkaisuus ovat viime vuosina kasvaneet kiihtyvällä tahdilla. Siksi suunnittelun tuottavuutta täytyy tehostaa, johon on pyritty mm. käyttämällä uudelleenkäytettäviä logiikkakomponentteja. Uudelleenkäytön tehostaminen vaatii uusia suunnittelutyökaluja ja metodeja. IP-XACT on XML-pohjainen metadata standardi, jolla kuvataan uudelleenkäytettäviä logiikkakomponentteja, eli IP-lohkoja, työkalu- toteutus- ja toimittajaneutraalilla tavalla. Ongelmana IP-XACT:in yleistymisessä on ollut työkalujen tuki. Saatavilla ei ole aiemmin ollut vapaan lähdekoodin suunnittelutyökaluja ja kaupalliset vaihtoehdot ovat kalliita, mikä rajoittaa pienten ja keskisuurten yritysten mahdollisuuksia ottaa IP-XACT käyttöön. Tässä diplomityössä esitellään avoimen lähdekoodin Kactus2 työkalu IP-XACT-pohjaiseen suunnitteluun. Työn aiheena on työkalun kirjastonhallinta- ja IP-paketointimoduulit, joiden avulla IP-lohkoille voidaan luoda metadata-kuvaukset ja hallinnoida lohkoja automatisoidusti. Diplomityössä esitellään muutamia lisäyksiä, jotka laajentavat alkuperäistä standardia myös tuotetiedon hallintaan. Työssä sekä suunniteltiin että toteutettiin kirjastonhallinnan ja paketoinnin vaatimat luokat ja käyttöliittymänäkymät. Toteutuksessa käytettiin C++ ohjelmointikieltä ja ohjelmistokehyksenä käytettiin Qt:n avoimen lähdekoodin versiota 4.8.3. Kehitysympäristönä toimi Microsoftin Visual Studio 2008, johon oli asennettu Qt lisäosa. Qt mahdollistaa järjestelmäriippumattoman koodin kirjoittamisen, joten Kactus2 on julkaistu sekä Windows että Linux käyttöjärjestelmille. Esiteltyjen moduulien koot koodiriveinä ovat 7.500 kirjastonhallinta- ja 21.000 IP-paketointimoduulille. Vastaavat luokkien määrät ovat 26 ja 156. Koko Kactus2:n koodirivimäärä on 103.000 riviä. Kirjastonhallinta sisältää kaksi eri näkymää kirjaston rakenteesta, sekä oman osan kirjaston hakuehtojen määrittämiseen. Paketointimoduuli sisältää 28 eri editoria. Käyttöliittymästä on pyritty tekemään selkeä ja helppokäyttöinen, jotta käyttäjien olisi helppo omaksua uusia toimintatapoja. Lisäksi työkaluun on lisätty kontekstipohjainen opastusjärjestelmä, joka reagoi käyttäjän tekemisiin. Kokonaisuudessaan Kactus2:n eri versioita on ladattu yli 1.700 kertaa