模型驱动的SoC设计关键技术研究

作     者：马钊坤 

作者单位：解放军信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩国栋

授予年度：2010年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：SoC设计 模型驱动 统一建模语言 层次化模型 设计空间搜索 组件调度 

摘      要：不断攀升的So(：(系统集成芯片)复杂度给传统的SoC!设计技术带来了极大的挑战。基于uML(统一建模语言)的SoC设计技术因其诸多优点成为当前研究热点，但目前该技术仍然不能将不同抽象层次上的系统模型隔离，而且不能为设计者提供系统设计空间搜索平台。 针对以上问题，本文结合国家863计划重大专项“新概念高效能计算机体系结构及其应用平台研究总体技术相关课题的研究需求，将MDA(模型驱动架构)引入到基于uML的Soc设计技术中。对模型驱动的Soc设计技术展开专门研究，为实现相应的计算机辅助设计工具提供了有力的理论支持和实现基础。主要成果如下： 1．针对SoC设计特点建立MDA for Soc，在其基础上提出一种基于uML的SoC!层次化设计模型。该模型提供需求获取层、逻辑功能层、设计空间层和设计实现层四个建模平台，隔离并封装四个方面的变化。在每个设计层中给出建模方法构建uML描述的相应系统模型，并以H64视频编解码系统作为设计实例介绍这些技术在实际So(：设计中的应用。 2．为了通过减小设计空间相关性来排除不可能的设计空间点，提出一种分段递进式soc设计空间搜索方法。该方法将整个系统设计空间的软硬件划分、处理器核方案选择、互连方式选择和存储器共享结构选择四个相互独立的子设计空间进行隔离。相比通过改进相对成熟的优化算法取得了更好的效果。各阶段根据相应设计空间搜索特点分别给出设计空间构造方式、优化指标计算方式和设计空间搜索方法。 3．为了准确评估设计空间搜索要用到的时延优化指标，提出一种基于时间冗余度的组件调度算法。该算法以组件时间冗余度、链路时间冗余度以及系统延时增加量定理为依据，动态更新系统关键路径，使重要的功能组件需求得到及时处理，从而降低系统总的时延。相比传统的组件调度算法可以得出更优的组件调度策略。