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基于总线功能模型的SoC仿真加速技术

微电子学与计算机 2008年第1期25卷 45-47,51页

作者：杨军付亮张志敏中国科学院计算技术研究所

SoC是IC设计的发展趋势,而随着SoC的日趋复杂,对系统仿真带来了越来越艰巨的挑战,基于EDA厂商提供的传统仿真环境已经不能充分满足SoC的开发需求,针对此问题提出了基于总线功能模型的仿真加速策略,测试结果表明,提出的技术策略可获得45... 详细信息

SoC是IC设计的发展趋势,而随着SoC的日趋复杂,对系统仿真带来了越来越艰巨的挑战,基于EDA厂商提供的传统仿真环境已经不能充分满足SoC的开发需求,针对此问题提出了基于总线功能模型的仿真加速策略,测试结果表明,提出的技术策略可获得45%的仿真性能提升。

关键词：仿真加速 SoC 验证总线功能模型 CPU

高性能GPU计算在5G链路级仿真平台加速中的应用与实现

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高性能GPU计算在5G链路级仿真平台加速中的应用与实现

作者：散腾飞北京邮电大学

学位级别：硕士

随着5G（5th-Generation）时代的到来,通信技术的发展会对人们的生活产生越来越多的积极影响。5G链路级仿真平台是对5G场景和关键技术进行链路级仿真评估的依托,为5G的发展和应用奠定了基础。本文主要研究高性能图形处理器（Graphics Pr... 详细信息

随着5G（5th-Generation）时代的到来,通信技术的发展会对人们的生活产生越来越多的积极影响。5G链路级仿真平台是对5G场景和关键技术进行链路级仿真评估的依托,为5G的发展和应用奠定了基础。本文主要研究高性能图形处理器（Graphics Processing Unit,GPU）计算在5G链路级仿真平台加速中的应用与实现。利用NVIDIA公司高性能GPU中含有的数量庞大的统一计算设备架构（Compute Unified Device Architecture,CUDA）核心对5G链路级仿真平台进行并行加速,解决5G链路级仿真平台运行过程中的时间瓶颈问题。论文主要完成了以下几个方面的工作:首先采用了 MATLAB中并行工具箱的GPU API方式,对5G链路级仿真平台进行加速。这种方式比较方便的对MATLAB程序进行并行运算,但是对高性能GPU的利用率不太高,导致加速效果一般,对信道建模模块的加速倍数在6倍左右,对整体链路级平台的加速倍数在2～4倍左右。然后使用了 MATLAB与GPU CUDA混合编程的方式,对5G链路级仿真平台进行加速。这种方式可以为并行运算过程分配好GPU中的CUDA核心,提高GPU中计算资源的利用率,但是这种方式较前一种方法开发起来难度更大。对信道建模模块的加速倍数为15～22倍,对整个5G链路级仿真平台的加速倍数在3～7倍左右。最后采用多GPU的方式对5G链路级仿真平台进行加速。在本次实验的过程中,使用了 2块NVIDA Tesla P40 GPU。通过在MATLAB中的worker并行调用两块GPU,这样充分利用了计算机中的计算资源。在不考虑各个worker将结果的数据转移至MATLAB的主会话时,对信道建模模块的加速效果为35～40倍左右,基本上是单GPU的加速倍数的两倍。但是考虑到数据转移后,由于各个worker中结果数据是十分庞大的,数据转移过程耗时较多,这样拖累了加速倍数,加速倍数还比单GPU的略小。由此可知,在没有数据转移或数据转移的规模较小时,推荐使用多GPU的加速方式。

关键词：链路级系统仿真加速 CUDA架构并行计算

基于数字孪生的智能车间系统仿真加速测试方法

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计算机测量与控制 2021年第1期29卷 39-44,49页

作者：成克强林家全杨东裕戴青云王美林广东工业大学信息工程学院广州510006 工业和信息化部电子第五研究所广州510610 广东技术师范大学广州510665

为解决当前制造系统软件可靠性仿真测试时间长、测试环境难以搭建等问题,提出采用数字孪生技术与智能车间系统仿真加速测试相结合的方法;建立智能车间高保真数字孪生模型替代现实生产车间系统用于制造系统软件的可靠性仿真测试,首先要... 详细信息

为解决当前制造系统软件可靠性仿真测试时间长、测试环境难以搭建等问题,提出采用数字孪生技术与智能车间系统仿真加速测试相结合的方法;建立智能车间高保真数字孪生模型替代现实生产车间系统用于制造系统软件的可靠性仿真测试,首先要构建包含产品、设备资源、工艺流程等系统级仿真模型;同时,为仿真车间生产事件流程,在模型中,还需结合生产实际情况,设置设备间通信协议、通信数据以及生产线事件及队列顺序,真实模拟系统运行环境;通过构建步进电机产线数字孪生模型,仿真加工装配流程,运行智能车间系统软件,采用仿真时钟推进机制开展加速测试,验证了该方法的有效性和实用性,对开展工业系统软件高保真快速测试评估具有一定的借鉴意义。

关键词：数字孪生仿真加速软件测试智能车间系统

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基于FPGA的软硬件协同仿真加速技术

中国集成电路 2010年第8期19卷 30-33页

作者：江霞林周剑扬杨银涛林晓立厦门大学电子工程系厦门361005

在系统设计中,硬件复杂电路设计的调试与仿真工作对于设计者来说十分困难。为了降低仿真复杂度,加快仿真速度,本文提出利用FPGA加速的思想,实现软硬件协同加速仿真。经过实验,相对于纯软件仿真,利用软硬件协同加速仿真技术,仿真速度提高... 详细信息

在系统设计中,硬件复杂电路设计的调试与仿真工作对于设计者来说十分困难。为了降低仿真复杂度,加快仿真速度,本文提出利用FPGA加速的思想,实现软硬件协同加速仿真。经过实验,相对于纯软件仿真,利用软硬件协同加速仿真技术,仿真速度提高近30倍,大大缩短了仿真时间。

关键词：现场可编程门阵列软硬件协同仿真仿真加速

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硬件模拟器对仿真加速的测试平台研究

西昌学院学报（自然科学版） 2016年第2期30卷 36-38页

作者：曹立勇姚程宽卢灿举光峰张新华安庆医药高等专科学校公共基础部安徽安庆246003 合肥电子工程学院合肥230037

硬件模拟器是指通过软件开发实现的硬件模拟,是一个模拟程序的过程,多数用于故障树分析和对VLSI逻辑设计测试。为了提高对于不同平台的稳定性和可移植性,需要通过软件测试找出模拟器程序在正常运行时的问题和缺陷。基于实验的基础上,指... 详细信息

硬件模拟器是指通过软件开发实现的硬件模拟,是一个模拟程序的过程,多数用于故障树分析和对VLSI逻辑设计测试。为了提高对于不同平台的稳定性和可移植性,需要通过软件测试找出模拟器程序在正常运行时的问题和缺陷。基于实验的基础上,指出了模拟器测试平台在开发过程中存在的问题以及解决方案,旨在为同类的研究提供借鉴和参考。

关键词：硬件模拟器仿真加速软件测试

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大规模高精度复杂电磁环境仿真及加速方法

航天电子对抗 2019年第4期35卷 10-12页

作者：周龙建付松王亚涛中国电子科技集团公司航空电子信息系统技术重点实验室

分析了大规模高精度复杂电磁环境仿真的需求,结合该需求给出了仿真系统包含的模块及一般性的仿真流程。结合仿真流程及大规模计算的特点,定性分析了各部分的计算消耗,阐明了仿真计算的瓶颈。针对该瓶颈问题,提出了并行计算、多种传播计... 详细信息

分析了大规模高精度复杂电磁环境仿真的需求,结合该需求给出了仿真系统包含的模块及一般性的仿真流程。结合仿真流程及大规模计算的特点,定性分析了各部分的计算消耗,阐明了仿真计算的瓶颈。针对该瓶颈问题,提出了并行计算、多种传播计算方法共用、空时多尺度、模型抽象聚合等加速方式共用的解决办法,对每种加速方式的内涵及其加速原理进行了阐述。

关键词：复杂电磁环境仿真加速并行计算多尺度

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一种软件联合FPGA硬件仿真加速系统设计

一种软件联合FPGA硬件仿真加速系统设计

基于协同仿真平台的DPI及I2S-VIP的设计与实现

2020中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：王宏伟孙宇明李铀唐柳北京轩宇信息技术有限公司

通过对各类FPGA仿真验证技术实现方法的研究以及优缺点比较,提出了一种软件联合FPGA硬件仿真加速系统的设计方案,并给出了该系统的具体实施过程和应用步骤。通过选取典型被测工程进行仿真加速效果测试,比较使用IES软件和使用本软硬件联... 详细信息

通过对各类FPGA仿真验证技术实现方法的研究以及优缺点比较,提出了一种软件联合FPGA硬件仿真加速系统的设计方案,并给出了该系统的具体实施过程和应用步骤。通过选取典型被测工程进行仿真加速效果测试,比较使用IES软件和使用本软硬件联合仿真加速系统进行仿真的耗时情况,得出软件联合FPGA硬件仿真加速系统仿真速度至少加速了100倍,该系统的使用极大缩短了仿真时间,为提升FPGA仿真验证效率提供了可行性方案。

关键词：软硬件联合 FPGA 仿真加速

来源： cnki会议评论

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基于协同仿真平台的DPI及I2S-VIP的设计与实现

作者：刘心然西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着集成电路产业高速蓬勃的发展,芯片设计先进工艺节点的不断演进,芯片的需求、功能以及设计方法都发生了巨大的变化。伴随着芯片设计流程每一环,占据芯片开发过程约70%的验证工作的重要性也在不断提高。而如何增强调试能力以... 详细信息

近年来,随着集成电路产业高速蓬勃的发展,芯片设计先进工艺节点的不断演进,芯片的需求、功能以及设计方法都发生了巨大的变化。伴随着芯片设计流程每一环,占据芯片开发过程约70%的验证工作的重要性也在不断提高。而如何增强调试能力以及缩短调试时间对验证方法的系统性及创新性提出了新的要求。软件模拟以及协同模拟等传统的仿真方式很难满足超大规模集成电路对于仿真速度以及调试灵活度等指标的需求。因此,对新的仿真技术进行研究具有实际的价值和非常重要的意义。本文通过分析上述瓶颈引出协同仿真技术的加速原理以及直接编程接口(DPI)的概念,通过研究事务级协同仿真系统、基于Verific类库的DPI处理工具以及传统的VIP设计通用架构,实现了基于协同仿真平台的DPI及I2S-VIP的设计。本文完成的主要内容为:第一、设计软硬件协同仿真系统的通讯模型。本文采用协同仿真技术,将硬件侧迁移至硬件仿真加速器,提出以DPI调用的方式传输具有较高数据抽象程度的事务数据包进行软硬件通信,可以最大程度地实现仿真提速,从而提升协同仿真的效率。第二、设计基于协同仿真平台的DPI的事务层逻辑。研究标准DPI的使用方式及支持的数据类型,完成8种事务级接口软件侧设计与硬件侧逻辑实现;研究系统信号精准性保持方案,设计软硬件数据交互过程中事务层逻辑硬件侧开启或者关闭受控时钟的方案。第三、设计代码处理方案。研究底层传输逻辑,分析标准DPI转物理接口的原理;设计代码修改规范,将用户逻辑中包括系统函数、任务与自定义函数在内的DPI调用转化成可综合的RTL代码;基于Verific类库,对系统硬件侧代码进行语法分析,建立语法树结构及相应层级关系,通过关键词查找与文本替换的方法,完成相关函数的C语言文件的创建与Verilog文件的语法修改,完成实际的通道创建与端口连接。第四、通过研究基于硬件仿真加速器的VIP通用架构、I2S通信协议以及I2S功能需求,提出基于协同仿真平台的分层式VIP设计模式,并完成相应I2S-VIP的设计。该设计使用DPI实现软硬件通信,应用协同仿真技术进行仿真加速。设计过程完整覆盖本课题实现的8种类型的DPI。第五、设计针对I2S-VIP的协同仿真实验及压力测试,实验结果表明,基于本文设计的DPI搭建的协同仿真系统满足功能正确性及稳定性的设计要求;设计软件模拟对比实验,仿真结果表明,针对相同规模的验证工作,与传统的软件模拟技术相比,协同仿真系统具有30倍的仿真加速,满足设计要求。

关键词： DPI 协同仿真仿真加速 VIP I2S

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磨矿破裂过程的蒙特卡洛仿真方法研究

东北大学学报（自然科学版） 2014年第6期35卷 770-773,808页

作者：卢绍文东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

研究了磨矿破裂过程的蒙特卡洛仿真方法.蒙特卡洛仿真的误差反比于其计算区域内颗粒数量,导致该方法存在计算精度和计算代价难以协调的矛盾.主要研究目标是在不降低精度的条件下提高仿真速度.首先给出了事件驱动的磨矿过程蒙特卡洛仿真... 详细信息

研究了磨矿破裂过程的蒙特卡洛仿真方法.蒙特卡洛仿真的误差反比于其计算区域内颗粒数量,导致该方法存在计算精度和计算代价难以协调的矛盾.主要研究目标是在不降低精度的条件下提高仿真速度.首先给出了事件驱动的磨矿过程蒙特卡洛仿真的主要步骤.通过提出一种新的包络函数改进仿真抽样效率.设计了批次磨矿的仿真实验.仿真结果表明:所提出的改进算法能够显著降低无效抽样,提高仿真速度,而且保持仿真精度符合要求.

关键词：磨矿过程破裂过程蒙特卡洛仿真舍取法仿真加速