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CoreLink検証および性能調査ツール

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CoreLink™ VPE-301は、設計者が、より短時間でAXIベースのSoC(System on Chip)のパフォーマンスを最適化するためのツールです。生成されたトラフィック プロファイルを使用して、RTLシミュレーションを実行します。 VPE-301は、実際のRTLマスタより大幅に高速かつ柔軟に制御できるトラフィックを生成します。
 


AMBAプロトコル ベース設計の迅速化

上のRTLと下のVPESoC設計の複雑化は、オンチップのファブリック インフラストラクチャが、システム パフォーマンスを左右する重要な要素であることを意味しています。 各マスタにそれぞれの要件がある中で、メモリ性能の効率的なマスタが最重要です。 システム プロトタイプの作成と計測は、システム設計者と実装チームにとって、コストと時間のかかる作業です。

VPE-301は、代替されるデバイス内の機能の実行を"行わず"て、そのデバイスのトラフィックのみをエミュレートし、実際のデータ値を制約付きのランダムなデータに置き換えることで、実際のRTLよりも大幅に高速化できます。

つまり、システム性能の検証のためには、さまざまなシステムのデバイスに対してサイクルアキュレートなモデルを作成するのではなく、同じデバイスのIPに対してVPE-301を使用して現実的なトラフィック プロファイルをキャプチャし、再現することで、大幅に開発時間を節約できます。
 

他の従来の検証ツールの補完

VPE-301は、従来の検証ツールを以下の領域で補完しています。

 

包括的な機能を提供

VPE-301は、AMBA 3 AXIインタフェースに対する、ブロックレベルおよびシステムレベルでの操作や監視に適合したツールの包括的なセットを提供しています。検証処理を強化し、明確で単純な方法で作業ができます。 検証が簡素化され、検証作業がスピードアップします。従来の機能検証をサポートしているほかに、トラフィック プロファイルの生成も可能です。トラフィック プロファイルは、タイミングなどの選択されたAXIパラメータの統計的な分布に基づいており、手動で生成したり、既存のシステムから収集することもでき、また、それらを再現することも可能です。

主な機能 利点 
トラフィック プロファイルを使用した性能調査 SystemCモデル、RTL、またはソフトウェア コンポーネントを最初に整備する必要がなく、現実的なトラフィックの使用により、システム性能調査が容易になり、仮定のシナリオの開発のスピードが上がって、ターンアラウンドの短縮と可視性の向上が可能になります。
チャネルレベルの有向トラフィックの生成とチェック バス機能モデルの有向ベクトルの再利用が容易になります。
シミュレータ波形ビューでのトランザクションの記録と視覚化 トランザクション レベルでのスコアボードの作成や、デバッグ、意思決定を容易にします。
トランザクションの記録と視覚化 システム性能の可視性が、開発の初期ステージで可能になります。
スレーブ メモリの動作 完全にプログラム可能なスレーブ メモリ デバイスにより、テスト ベンチ生成がスピードアップし、制御性が高くなります。
プロトコル チェックとカバレッジ監視 AXIインタフェースがプロトコルに準拠し、特殊な機能の実行が最低限であることをチェックして、リスクを軽減します。

 


機能の概要

  • AMBA 3 AXIプロトコルをフル サポートしているAXIモニタ、AXIマスタ、AXIスレーブ コンポーネント
  • トラフィック プロファイル生成および表示のためのトラフィック プロファイル ツールキットGUI(TPT)
  • OVLおよびSVA形式での包括的なAXIカバレッジ ポイントおよびAXIプロトコル チェッカ

利点の概要

  • AXI™パフォーマンス検証ツールと機能検証ツールの両方を提供します。
  • 従来の機能検証IPと比較して、300倍のパフォーマンスが計測されています。
  • VPE-301コンポーネントをシステム内の任意のAXI接続部に取り付けることで、必要に応じてシステムの一部を抽象化することができます。
  • 代表的なバス トラフィックを生成するため、サイクルに厳密なSystem-Cモデルを開発するよりも迅速です。
  • VPE-301はベンチマークのデータを活用できるようにして、Excelによるスプレッドシート解析と時間のかかるRTLシミュレーションとのギャップを埋める点で、より正確です。

 

主なVPE-301コンポーネント

VPE-301コンポーネントには、AXIプロトコル スタックの異なるレベル(トランザクション、チャネル、RTL信号レベルなど)へのアクセスを可能にするユーザ インタフェースが含まれています。VPE-301には、以下の目的で使用できる、AXIマスタ、AXIスレーブ、およびAXIモニタ コンポーネントが含まれています。

  • 有向ベクトルと、SystemVerilogインタフェースによるAXIバスへのTLMアクセスを使用する機能検証。
     
  • キャプチャした統計的なトラフィック プロファイルを解析するためのTPTを使用して、再現用に新しいプロファイルを作成する性能調査。

このように、VPE-301を使用すると、システムレベルの最適化と改善の可能性を迅速に特定およびテストできます。VPE-301には、AXIプロトコルへの準拠を確認するOVLおよびSVAアサーション ライブラリを含むAXIプロトコル チェッカも含まれています。

アルゴリズムに基づくトラフィック生成

VPE-301のマスタとスレーブは、オプションでTLM(Transaction Level Modeling)インタフェースを提供します。 これは、SystemVerilogを使用して拡張することができる高度なインタフェースです。 TLMインタフェースとSystemVerilogを使用すると、トランザクション レベルで独自のアルゴリズムのコードを開発できます。 テストを迅速に開発できるように、VPE-301が提供している関数のセットへの関数呼び出しを作成できます。VPE-301は、トラフィックとフル プロトコル スタックのランダム化を行います。 別の種類のマイクロアーキテクチャを表すために、アルゴリズムのコードにタイミングを追加できます。

 

統計的なプロファイルに基づくトラフィック生成

統計的なプロファイルに基づくトラフィック生成は、以下の要素から成り立っています。

  • 制約付きランダム生成のコンセプト
  • テレコミュニケーション モデル

トラフィック プロファイルは、AXI接続のトラフィックおよびトランザクションを統計的に特徴付け、IPトラフィックを表現します。 トラフィック フローは、システム内の2点間のトラフィックまたはAXIトランザクションの特定可能なストリームであり、デバイスが発行する別のストリームまたはスレッドを表します。VPE-301は、制約付きランダム検証のコンセプトを拡張し、テレコミュニケーション業界の数値的モデリングを追加することで、システム レベルで適用しています。

トラフィック プロファイルは、次の方法で定義できます。

  • TPTのGUIを使用する
  • シミュレーションからキャプチャする

 

トラフィック プロファイル ツールキット(TPT)

TPTを使用して、以下のことができます。 

  • プロファイルの作成または適応
  • AXIトラフィックの解析 

以下のトラフィック プロファイルは、読み出しおよび書き込みチャネルのタイミングの統計を使って、VPE-301モニタ コンポーネントにより設定されたプロファイルの例を示しています。 たとえば、デバイスID0のWRITEフローのITTグラフは、各書き込みトランザクション間のサイクル数の分布を示しています。デバイスID0の最初のREADフローのグラフは、サイクル内の読み出し初期レイテンシ値の分布を示しています。 この2つのグラフの他にも、AXIプロトコルのすべての面に対応するさまざまなグラフが用意されています。

プロファイルに複数のフローを作成し、それらをIDなどの任意のペイロード パラメータや、アクセスされるアドレス範囲などの属性で特徴付けることができます。

この時点で、トラフィック プロファイルを解析用に保持しておくことも、VPE-301のマスタまたはスレーブ コンポーネントで再利用して、バスで生成されるトランザクションおよび応答の形式を定義することもできます。 任意のグラフに対して、さらに微調整を行うともできます。たとえば、バーストの分布、バーストの種類、アドレス範囲などを変更して、テスト中のシステムやデバイスに関するパフォーマンスを試すことができます。

VPEトラフィック プロファイル ウィンドウ

 

たとえば、以下のTPTの分析ビュー タブで示されているように、サンプルのトラフィック プロファイルに対してさらに詳細な分析を行うことができます。以下の例は、データ転送数のほかに、各マスタからの帯域幅(MB/s単位)も強調表示されています。
 

VPE分析ウィンドウ
 

上で示した解析グラフのほかに、以下の解析機能も標準で用意されています。

  • データ バスの使用率
  • 読み出しおよび書き込みフローの転送レイテンシの概要
  • プロファイル ペイロードの概要
  • 読み出しおよび書き込みフローのペイロードの概要
     

VPE-301およびARM CoreLinkシステムIP製品:

標準AMBA AXI3インタフェースを監視または利用する機能のほかに、VPE-301には以下のARMシステムIP製品との互換性もあります。

部品番号 製品名 カテゴリ
FD001 ADR-301 AMBAコンフィギュレーションおよび連結ツール 
PL301 NIC-301  AXIネットワーク インターコネクト
PL330 DMA-330 AXI DMAコントローラ
PL340 DMC-340 AXIダイナミック メモリ コントローラ(DDR)
PL341 DMC-341 AXIダイナミック メモリ コントローラ(DDR2)
PL342 DMC-342 AXIダイナミック メモリ コントローラ(LP-DDR2)
PL351 SMC-351 スタティック メモリ コントローラ
PL352 SMC-352 スタティック メモリ コントローラ
PL353 SMC-353 スタティック メモリ コントローラ
PL354 SMC-354 スタティック メモリ コントローラ
PL390 GIC-390 汎用割り込みコントローラ

 

NIC-301およびVPE-301

NIC-301コンポーネントがADR-301を使用して設定およびレンダリングされた後で、パフォーマンス調査のために、VPE-301コンポーネントを各AXIインタフェース上でインスタンス化できます。 詳細については、このページのVPE-301製品に関する説明を参照してください。


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