600 research outputs found

    From FPGA to ASIC: A RISC-V processor experience

    Get PDF
    This work document a correct design flow using these tools in the Lagarto RISC- V Processor and the RTL design considerations that must be taken into account, to move from a design for FPGA to design for ASIC

    Analysis and optimization of a debug post-silicon hardware architecture

    Get PDF
    The goal of this thesis is to analyze the post-silicon validation hardware infrastructure implemented on multicore systems taking as an example Esperanto Technologies SoC, which has thousands of RISC-V processors and targets specific software applications. Then, based on the conclusions of the analysis, the project proposes a new post-silicon debug architecture that can fit on any System on-Chip without depending on its target application or complexity and that optimizes the options available on the market for multicore systems

    Pre-validation of SoC via hardware and software co-simulation

    Get PDF
    Abstract. System-on-chips (SoCs) are complex entities consisting of multiple hardware and software components. This complexity presents challenges in their design, verification, and validation. Traditional verification processes often test hardware models in isolation until late in the development cycle. As a result, cooperation between hardware and software development is also limited, slowing down bug detection and fixing. This thesis aims to develop, implement, and evaluate a co-simulation-based pre-validation methodology to address these challenges. The approach allows for the early integration of hardware and software, serving as a natural intermediate step between traditional hardware model verification and full system validation. The co-simulation employs a QEMU CPU emulator linked to a register-transfer level (RTL) hardware model. This setup enables the execution of software components, such as device drivers, on the target instruction set architecture (ISA) alongside cycle-accurate RTL hardware models. The thesis focuses on two primary applications of co-simulation. Firstly, it allows software unit tests to be run in conjunction with hardware models, facilitating early communication between device drivers, low-level software, and hardware components. Secondly, it offers an environment for using software in functional hardware verification. A significant advantage of this approach is the early detection of integration errors. Software unit tests can be executed at the IP block level with actual hardware models, a task previously only possible with costly system-level prototypes. This enables earlier collaboration between software and hardware development teams and smoothens the transition to traditional system-level validation techniques.Järjestelmäpiirin esivalidointi laitteiston ja ohjelmiston yhteissimulaatiolla. Tiivistelmä. Järjestelmäpiirit (SoC) ovat monimutkaisia kokonaisuuksia, jotka koostuvat useista laitteisto- ja ohjelmistokomponenteista. Tämä monimutkaisuus asettaa haasteita niiden suunnittelulle, varmennukselle ja validoinnille. Perinteiset varmennusprosessit testaavat usein laitteistomalleja eristyksissä kehityssyklin loppuvaiheeseen saakka. Tämän myötä myös yhteistyö laitteisto- ja ohjelmistokehityksen välillä on vähäistä, mikä hidastaa virheiden tunnistamista ja korjausta. Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää, toteuttaa ja arvioida laitteisto-ohjelmisto-yhteissimulointiin perustuva esivalidointimenetelmä näiden haasteiden ratkaisemiseksi. Menetelmä mahdollistaa laitteiston ja ohjelmiston varhaisen integroinnin, toimien luonnollisena välietappina perinteisen laitteistomallin varmennuksen ja koko järjestelmän validoinnin välillä. Yhteissimulointi käyttää QEMU suoritinemulaattoria, joka on yhdistetty rekisterinsiirtotason (RTL) laitteistomalliin. Tämä mahdollistaa ohjelmistokomponenttien, kuten laiteajureiden, suorittamisen kohdejärjestelmän käskysarja-arkkitehtuurilla (ISA) yhdessä kellosyklitarkkojen RTL laitteistomallien kanssa. Työ keskittyy kahteen yhteissimulaation pääsovellukseen. Ensinnäkin se mahdollistaa ohjelmiston yksikkötestien suorittamisen laitteistomallien kanssa, varmistaen kommunikaation laiteajurien, matalan tason ohjelmiston ja laitteistokomponenttien välillä. Toiseksi se tarjoaa ympäristön ohjelmiston käyttämiseen toiminnallisessa laitteiston varmennuksessa. Merkittävä etu tästä lähestymistavasta on integraatiovirheiden varhainen havaitseminen. Ohjelmiston yksikkötestejä voidaan suorittaa jo IP-lohkon tasolla oikeilla laitteistomalleilla, mikä on aiemmin ollut mahdollista vain kalliilla järjestelmätason prototyypeillä. Tämä mahdollistaa aikaisemman ohjelmisto- ja laitteistokehitystiimien välisen yhteistyön ja helpottaa siirtymistä perinteisiin järjestelmätason validointimenetelmiin

    Fine-grained Energy / Power Instrumentation for Software-level Efficiency Optimization

    Get PDF
    In the pursuit of both increased energy-efficiency, as well as high-performance, architects are constructing increasingly complex Systems-on-Chip with a variety of processor cores and DMA controllers. This complexity makes software implementation and optimization difficult, particularly when multiple independent applications may be running concurrently on such a heterogeneous platform. In order to take full advantage of the underlying system, increased visibility into the interaction between the software and hardware is needed. This paper proposes on-line and off-line fine-grained instrumentation of SoC components in hardware (e.g. as part of the debug & trace infrastructure) in order to enable improvements and optimization for energy efficiency to be undertaken at higher levels of abstraction, i.e. the programmer and runtime scheduler. Energy counters are incorporated for each component that keep track of energy use. These counters are indexed by customer number tags, that are used to distinguish between the transactions executed on any given component by client applications running in a multitasking SoC environment. The contents of the counters for each augmented component, correlated with the appropriate consumer-numbers, are extracted from a running SoC under test via existing debug & trace interfaces like GDBserver, JTAG and various proprietary trace probes. In addition, auxiliary processing on-chip computes local and global energy figures and offers them through a 4-layer abstraction stack so that programmer-level finegrained energy measurement is made available. Both the O/S scheduler and programmers can adapt their policies and coding styles for their desired energy/performance tradeoff
    corecore