Разработка аппаратно-программных средств имитационного комплекса моделирования микропроцессора Выполнил: студент 515 группы МФТИ Иванов С.С Научный руководитель: - презентация

1 Разработка аппаратно-программных средств имитационного комплекса моделирования микропроцессора Выполнил: студент 515 группы МФТИ Иванов С.С Научный руководитель: д.т.н., профессор Сахин Ю.Х

2 Диагностическое оборудование JTAG интерфейс Компьютер тестового стендаИмитационный комплекс Программные средства:Аппаратные средства: инженерный пульт программное обеспечение, установленное на персональный компьютер, с которого ведётся управление и отладка стандарт IEEE Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture TAP контроллер цифровой автомат, обеспечивающий последовательный доступ по записи и чтению к системным регистрам и к встроенным логическим анализаторам

3 Отладка многоядерного комплекса Необходимо обеспечить одновременный доступ к диагностической аппаратуре всех ядер Требования Проблема поддержка различных конфигураций многоядерной системы соответствие стандарту IEEE Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture совместимость со средствами отладки предыдущих проектов

4 Аппаратная реализация отсутствие изменений структуры и количества отладочных регистров идентичность построения отладочного оборудования для каждого из ядер минимальное количество пинов процессора вторичный

5 Требования и задачи Проблемы: Зависимость графического интерфейса от средств реализации Ограниченность использования в многопроцессных и сетевых приложениях Отсутствие поддержки динамической смены конфигурации ВК Эльбрус – 3S

6 Требования и задачи Требования: Обеспечение корректности подаваемых команд Функциональная гибкость и масштабируемость решения Малое время отклика Задачи: Разработка JTAG сервера, предоставляющего полный функционал для отладки ВК Разработка приложений-клиентов JTAG сервера

7 Принципы построения JTAG сервера Клиент-серверное взаимодействие – однонаправленное сервер исполняет команды атомарно сервер выполняет запросы к различным ядрам последовательно

8 Этапы разработки 1.Разработка функциональной библиотеки Построение общей структурной схемы Определение интерфейса (API) Разработка внутренних модулей 2.Разработка модуля межпроцессной синхронизации Выбор механизма синхронизации Разработка внутренней архитектуры модуля 3.Создание приложений клиентов JTAG сервера Разработка специализированных приложений Адаптация инженерного пульта Elbrus-JTAG

9 Разработка функциональной библиотеки 1.Общая структура набор независимых функциональных средств отладки реализованных как транзакции по доступу к диагностической аппаратуре низкоуровневые средства доступа по записи и чтению к JTAG адаптеру управление конфигурацией аппаратных средств диагностического оборудования центральный класс связывающий остальные функциональные блоки и организующий доступ внешних приложений к отладочным средствам

10 Разработка функциональной библиотеки Проблемы: Связь однонаправленная, но результат выполнения каждой команды должен сопровождаться выводом диагностического сообщения Различные отладочные функции должны соответствовать единому интерфейсу взаимодействия Решения: Перенаправление потока вывода Передача параметров через единый буферный класс Configuration 2.Интерфейс взаимодействия GetConfiguration - получение клиентом указателя на класс конфигурации SaveConfiguration - сохранение текущей конфигурации приложения – клиента GetOutputStream - перенаправление потока ввода/вывода Functionality - документированный интерфейс функций отладки одного процессорного ядра имитационного комплекса GetConfigurationфункция получение клиентом указателя на класс конфигурации SaveConfigurationфункция сохранение текущей конфигурации приложения – клиента GetOutputStreamфункция перенаправление потока ввода/вывода Functionalityинтерфейс функций отладки одного процессорного ядра имитационного комплекса

11 Разработка функциональной библиотеки 3.Модуль управления конфигурацией Динамическая смена конфигурации инженерного пульта в зависимости от выбранного режима работы Загрузка и сохранение конфигурации приложений-клиентов и JTAG сервера Обеспечение передачи аргументов при запросах на исполнение команд Агрегация данных аппаратной реализации диагностического оборудования 4.Исполнительный модуль Поддержка PCI,USB интерфейсов для отладки имитационного комплекса, TCP/IP – для отладки в среде моделирования ModelSim Формирование и извлечение бинарных команд в соответствии с конфигурацией отладочного оборудования

12 Выбор механизма межпроцессой синхронизации Автоматизация - это механизм обмена информацией между процессами (interprocess communications, IPC) в среде Windows, с помощью которого одна прикладная программа или компонент может управлять другой. Поддержка модульной архитектуры приложений Простота построения приложения-клиента готовое программное решение совместного использования объектов C++ (COM,DCOM технологии)

13 Способы организации DLL C- Handles Неявное управление объектом через HANDLE C++ Exporting a Class Экспорт класса стандартными средствами C++ компиляторов C++ Abstract Interface Использование абстрактных интерфейсов C-HandlesC++ Exporting Class C++ Abstract Interface Независимость от компилятора Масштабируемость Контроль версий

14 Разработка модуля межпроцессной синхронизации

15 Разработка приложений-клиентов простота построения широкий спектр применения неограниченное количество клиентов поддержка приложений intranet Специализированные приложения

16 Разработка приложений-клиентов Elbrus-JTAG Адаптированное графическое приложение Многофункциональные приложения

17 Результаты Разработаны аппаратные средства отладки и диагностики системы на кристалле СБИС МП Реализован инженерный пульт, обладающий следующими характеристиками Поддержка различных конфигураций SCAN цепи Поддержка межпроцессного и сетевого доступа Время отклика: ~ 4 ms Полученный продукт успешно прошел тестирование на прототипе системы на кристалле СБИС МП

18 Спасибо за внимание!