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模型驱动的系统级软硬件协同设计若干关键技术研究 【摘要】：随着微电子技术和超大规模集成电路的快速发展，软硬件协同设计的应用范围越来越广，硬件的异构程度和软件的复杂性都达到了前所未有的程度。技术上的不断进步和成熟，使研究人员正逐步由RTL级设计向系统级设计转移。然而目前这一设计领域对系统的高层设计仍然研究不足，较多注重于RTL级和底层芯片的设计，对系统设计规范描述不够，传统的建模技术不能满足系统级设计的要求，结果使设计周期变长，设计修改困难。因此提高设计的抽象层次，采用模型驱动架构(MDA)的设计技术，在整个开发过程中以系统的建模行为驱动设计，已经成为解决问题的有效途径。本文尝试在系统级软硬件协同设计中融合先进的MDA的技术成果，探索出一种模型驱动的软硬件协同设计方案，解决系统功能建模、不同模型(ECDM到SystemC模型)间的自动转换等关键技术问题，使之能有效地分离功能设计与软硬件的具体实现；通过重用已有的组件，扩大设计空间；在不同抽象层次上进行综合与验证，改善设计性能，提高设计效率。作者完成的研究工作和贡献主要有以下几点：■针对消费类数字应用产品的更新换代快、设计周期短的特点，提出了一种基于模型驱动的系统级设计方案。该方案采用具有实时处理的ECDMfExtendedCo-DesignModel)，模型作为系统功能描述模型，以软硬件协同设计为主要特征的SystemC模型作为实现模型，从而有效地分离了功能设计与具体实现；在设计初期能够对系统功能进行验证，纠正设计错误，因此可降低设计成本；通过自动化的模型变换来实现系统级综合，利用组件重用来优化设计空间有哪些信誉好的足球投注网站，因此能够提高系统设计的性能和开发效率。■扩展了已有CDM(Co-DesignModel)模型的实时响应特性，使之能有效地提高设计方案中系统建模的能力。扩展后的模型称为ECDM模型。CDM模型作为系统级功能描述模型，能够在高层描述和调度执行系统功能、允许不同模块并发处理，但是它没有衡量不同时间约束对于系统实现的影响程度，并且同一模块不能对多个并发条件10关系进行响应。ECDM模型通过扩展条件10关系的响应时限，增强模块处理的外壳功能，解决了CDM模型的不足，使ECDM模型具有更广泛的应用范围。■提出了相应的模型转换的映射规则和算法，其特点为可灵活设置约束参数，重用已有组件等，从而可以达到设计空间优化有哪些信誉好的足球投注网站、提高设计性能的目的。【关键词】：软硬件协同设计ECDM模型模型驱动架构模型映射SystemC验证平台协同综合与验证 【学位授予单位】：华东师范大学 【学位级别】：博士 【学位授予年份】：2006 【分类号】：TN402 【目录】：摘要5-7ABSTRACT7-11第1章绪论11-171.1.软硬件协同设计研究的背景与现状分析11-141.2.本文研究的主要内容14-161.3.论文组织结构16-17第2章系统级软硬件协同设计17-422.1.系统抽象层次17-192.2.软硬件协同设计研究范畴和方法19-232.3.描述模型23-252.4.设计语言25-282.5.相关研究28-352.6.模型驱动的系统级设计方案35-402.7.本章小结40-42第3章ECDM模型42-623.1.CDM模型42-483.2.CDM模型的优势及局限性48-493.3.ECDM模型49-513.4.ECDM模型的调度处理51-533.5.ECDMsH的算法实现53-573.6.ECDM模型的一致性验证57-613.7.本章小结61-62第4章模型映射及SYSTEMC代码框架的自动生成62-864.1.问题描述62-634.2.模型驱动构架MDA63-674.3.ECDM到SYSTEMC的映射关系67-694.4.ECDM到SYSTEMC的映射及其MoDMA算法实现69-774.5.SYSTEMC代码框架生成工具MoDCT77-814.6.实例81-854.7.本章小结85-86第5章行为综合与验证研究86-1065.1.分层可综合设计86-885.2.组件包装与接口综合的算法实现88-935.3.通道的综合及优化93-1005.4.验证100-1035.5.例子103-1055.6.本章小结105-106第6章模型驱动的设计开发环境—IECDMDT的实现106-1176.1.1ECDMDT概述106-1076.2.1ECDMDT体系结构107-1086.3.1ECDMDT核心模块介绍108-1116.4.实例设计111-1166.5.本章小结116-117第7章总结与展望117-1207.1.本文工作总结117-1187.2.进一步的研究工作118-120附录A英文缩写对照表120-121附录B作者攻读博士学位期间论文发表情况121附录C作者攻读博士学位期间取得的成果121附录D作者攻读博士