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Diseño y verificación a nivel de sistema electrónico.

El diseño y verificación a nivel de sistema electrónico (ESL) es una metodología de diseño electrónico, centrada en preocupaciones de nivel de abstracción superior. El término Nivel de Sistema Electrónico o Diseño ESL fue definido por primera vez por Gartner Dataquest , una firma de análisis de la industria EDA, el 1 de febrero de 2001. [1] Se define en Diseño y Verificación ESL [2] como: "la utilización de abstracciones para aumentar la comprensión sobre un sistema y mejorar la probabilidad de una implementación exitosa de la funcionalidad de una manera rentable ".

La premisa básica es modelar el comportamiento de todo el sistema utilizando un lenguaje de bajo nivel como C , C++ o utilizando herramientas de diseño gráfico "basadas en modelos". Están surgiendo lenguajes más nuevos que permiten la creación de un modelo en un nivel más alto de abstracción, incluidos lenguajes de diseño de sistemas de propósito general como SysML , así como aquellos que son específicos del diseño de sistemas integrados como SMDL y SSDL. La implementación rápida y correcta del sistema se puede automatizar utilizando herramientas EDA , como síntesis de alto nivel y herramientas de software integradas , aunque hoy en día gran parte de esto se realiza manualmente. ESL también se puede lograr mediante el uso de SystemC como lenguaje de modelado abstracto .

ESL es un enfoque establecido en muchas de las principales empresas de diseño de sistemas en un chip (SoC) del mundo y se utiliza cada vez más en el diseño de sistemas . [3] Desde su génesis como una metodología de modelado de algoritmos "sin vínculos con la implementación", ESL está evolucionando hacia un conjunto de metodologías complementarias que permiten el diseño, la verificación y la depuración de sistemas integrados hasta la implementación de hardware y software de sistemas SoC personalizados . -en- FPGA , sistema en placa y sistemas completos de múltiples placas.

El diseño y la verificación son dos disciplinas distintas dentro de esta metodología. Algunas prácticas buscan mantener los dos elementos separados, mientras que otras abogan por una integración más estrecha entre el diseño y la verificación. [4]

Diseño

Ya sea ESL u otros sistemas, el diseño se refiere al "diseño concurrente de las partes de hardware y software de un producto electrónico". [5]

Herramientas

Existen varios tipos de herramientas EDA que se utilizan para el diseño de ESL. El componente clave es la Plataforma Virtual, que es esencialmente un simulador. La Plataforma Virtual comúnmente admite el modelado a nivel de transacción (TLM), donde las operaciones de un componente sobre otro se modelan con una simple llamada a un método entre los objetos que modelan cada componente. Esta abstracción proporciona una velocidad considerable con respecto al modelado con precisión de ciclo, ya que miles de eventos a nivel de red en el sistema real se pueden representar simplemente pasando un puntero; por ejemplo, para modelar que se ha recibido un paquete Ethernet, a menudo se usa SystemC.

Otras herramientas admiten la importación y exportación o la intercomunicación con componentes modelados en otros niveles de abstracción. Por ejemplo, un componente RTL se puede convertir en un modelo SystemC utilizando VtoC [6] o Verilator. Y la síntesis de alto nivel se puede utilizar para convertir modelos C de un componente en una implementación RTL.

Verificación

En el diseño y verificación de ESL, las pruebas de verificación se utilizan para demostrar la integridad del diseño del sistema o dispositivo. Se pueden aplicar numerosas técnicas de verificación; Estos métodos de prueba generalmente se modifican o personalizan para adaptarse mejor al sistema o dispositivo bajo prueba. Los métodos comunes de verificación de ESL incluyen, entre otros: [7]

La verificación suele ser proporcionada por el diseñador del sistema/dispositivo, pero en muchos casos se requiere una verificación independiente adicional.

Desafíos y críticas

Se han planteado algunas críticas al diseño y verificación de ESL. Estos incluyen demasiado enfoque en lenguajes basados ​​en C y desafíos a la hora de representar procesos paralelos. [8] También se puede argumentar que el diseño y la verificación de ESL son un subconjunto de la verificación y la validación .

Ver también

Referencias

  1. ^ La información y los resultados de 'El diseño a nivel de sistema merece una mirada más cercana: la complejidad de los diseños actuales requiere un nivel de sistema. Sin embargo, el desarrollo de herramientas EDA va a la zaga de las necesidades de las empresas de sistemas y semiconductores, y las herramientas EDA deben brindar apoyo. (Artículo de portada)' | AccessMyLibrary: promoción de la defensa de las bibliotecas. Acceda a Mi Biblioteca. Recuperado el 10 de agosto de 2013.
  2. ^ Brian Bailey, Grant Martin y Andrew Piziali, Diseño y verificación de ESL: una receta para la metodología a nivel de sistema electrónico . Morgan Kaufmann / Elsevier , 2007.
  3. ^ Adamov, Alejandro (2007). "Modelos de nivel de sistema electrónico para la verificación funcional del sistema en chip". 2007 9ª Conferencia Internacional: la experiencia en el diseño y aplicaciones de sistemas CAD en microelectrónica . Sistemas CAD en Microelectrónica. págs. 348–350. doi :10.1109/CADSM.2007.4297576. S2CID  1942674.
  4. ^ Moretti, Gabe. "El diseño y la verificación necesitan una relación más estrecha". Revista de diseño de chips .
  5. ^ Perrier, Vicente. "Una mirada al diseño del nivel del sistema electrónico (ESL)".
  6. ^ Stoy, William. "Uso de VTOC para ingeniería concurrente de SoC de gran tamaño: un estudio de caso del mundo real" (PDF) .
  7. ^ "Verificación independiente". Diseño y verificación de la nueva ola .
  8. ^ "ESL explicado". Instrumentos Nacionales .

Otras lecturas