Eine FPGA/DSP-Entwicklungsplattform für eingebettete audiosignalverarbeitende Echtzeitsysteme [article]

Marco Beyer, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Hans-Ulrich Post
<span title="2004-01-20">2004</span>
Die vorliegende Dissertation beschreibt den Entwurf einer Plattform für die Entwicklung von eingebetteten audiosignalverarbeitenden Echtzeitsystemen, bestehend aus der Kombination eines digitalen Signalprozessors (DSP) und einer programmierbaren applikationsspezifischen Hardware (FPGA). Für diese Plattform wurde eine integrierte FPGA/DSP-Entwicklungsumgebung implementiert. Besonderes Augenmerk richtet sich hierbei auf die Hardware/Software-CoVerifikation in Form einer
more &raquo; ... ion mittels VHDL-Board-Level-Simulation und auf die Interface-Synthese, der automatisierten Generierung von Schnittstellen zwischen Hardware und Software. Problem eines aus Hardware und Software bestehenden Systems ist die Verifikation der Hardware/Software-Schnittstellen und des Zusammenspiels von Hard- und Software im Gesamtsystem. Bestehende Ansätze verknüpfen in einer Hardware/Software-CoSimulation einen HDL-Simulator mit der Simulation der Software-Ausführung mit Hilfe einer synchronisierenden Software-Komponente. In dieser Arbeit wird der Ansatz untersucht, alle Teile des Systems gemeinsam in einer VHDL-Simulation zu verifizieren, wobei für den DSP, anstelle der oft in anderen Arbeiten eingesetzten Interface-Modelle (Busfunktionsmodelle), ein zyklengetreues VHDL-Modell des DSP-Core inklusive des Zeitverhaltens der Schnittstellen verwendet wird. Übergreifend erlaubt die zyklengenaue Simulation ein frühzeitiges Erkennen von Fehlern, die insbesondere bei der Simulation von sicherheitskritischen Anwendungen auf höheren Abstraktionsebenen nicht identifiziert werden können. Damit der Software-Entwickler nicht auf die gewohnten Debug-Möglichkeiten für die Software des DSP verzichten muss, ist im Rahmen dieser Arbeit für den HDL-Simulator ModelSim von Mentor Graphics eine entsprechende graphische Erweiterung implementiert worden. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für das effektive Testen eines Algorithmus, der partitioniert in Hardware und Software arbeitet. Ein weiterer Bestandteil der Arbeit behandelt die Interface-Synt [...]
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