MICS：システム設計のためのフレキシビリティの高いシミュレーション環境

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  • MICS:システム セッケイ ノ タメ ノ フレキシビリティ ノ タカイ シミュレーション カンキョウ
  • MICS: Cycle Based Architecture Simulation Environment for System Design
  • 開発環境

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抄録

近年，組み込みシステムでは面積や消費電力の制約のもとで高い計算能力を必要とするアプリケーションが求められ，ソフトウェアとハードウェアの両方を考慮した効率の良いシステム設計の重要性が高まっている．本論文ではシステム開発の初期段階において最適なソフトウェアおよびハードウェアを決定するために，様々な要素を容易に試行し実際の動作で性能を評価することができる柔軟性の高いシミュレーション環境を提案する．提案手法では，シミュレーション対象となるハードウェア要素およびデータフォーマットを，抽象化したインタフェースに基づいて取り扱う．まず，インタフェースの定義について述べる．次に，提案するシミュレーション環境のもとで，様々な種類および精度のシミュレーション要素を統一的に取り扱うことができ，容易に所望のアーキテクチャのシミュレーションを実行できることを示す．また，抽象的なインタフェースに基づくことで既存のシミュレーションツールの利用が容易であり，提案するシミュレーション環境の導入コストが小さいことを示す．本論文では，提案したシミュレーション環境を実際に実装し，シミュレーション速度と抽象化によるオーバヘッドについて評価する．これにより，要素数の増加にシミュレーション時間が正比例することおよび，抽象化によるオーバヘッドのコストが十分小さいことを示す．

Cycle based architecture simulation environment framework ‘MICS’ is proposed. Recent embedded systems require both sophisticated software and welldesigned hardware, which has high computational performance to execute complicated applications within constraints over power consumption and chip sizes. In order to design an appropriate system, designers usually try various combinations of hardware and software, especially at the earlier design stages. The framework proposed in this paper provides the abstracted interfaces for simulating components and data, so that a new simulation environment for a system can be built by combining components required in its architecture. And assumed target architecture is driven by cycle-based virtual machine. It can simulate various components of different granularity or accuracy accordance with development stages. Therefore, system designers can easily try various architectures even at the early phase of system development by use of this Mics environment. Moreover, existing simulation tools can also be utilized by help of common wrapper interface, so that users can expand the simulation environment in very low cost. The proposed interfaces to define hardware units and data are implemented in Java, and some hardware architecture examples for cycle-based simulation are shown. And finally, simulating speed and overhead are evaluated for several examples.

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