Desenvolvimento de uma framework compatível com IP-XACT para a criação e reutilização de sistemas de hardware e software

Abstract

Com a crescente competitividade do mercado atual, existe a necessidade de chegar o mais rápido possível ao mercado, na tentativa de ganhar vantagem sobre a concorrência [1], [2]. No entanto, a crescente complexidade dos sistemas atuais aumenta o tempo gasto nos processos de verificação e validação, fazendo com que o tempo de desenvolvimento de um protótipo aumente, resultando num consequente aumento do time to market [1], [3], [4]. O tempo despendido em esforços repetidos de engenharia é também um fator a combater, por forma a maximizar o desempenho e minimizar o capital investido. Consequentemente, temas como a automatização dos processos de desenvolvimento e teste de sistemas e a reutilização de sistemas já desenvolvidos têm ganho relevância. A presente dissertação insere-se neste contexto na medida em que visa o desenvolvimento de uma framework compatível com IP-XACT que cubra as diversas fases envolvidas no design flow de sistemas baseados em FPGA. Uma framework é um conjunto de ferramentas que auxiliam o desenvolvimento de sistemas dentro de um determinado domínio de aplicações, e tem como principais características ser fácil de usar, eficiente, extensível e seguro. O IPXACT é um standard desenvolvido pelo Spirit Group, concebido em torno do conceito de reutilização de IPs (Intelectual Property) [5]. Em 2009 o IEEE lançou o standard 1685 que descreve o IP-XACT [6], [7]. Com a sua base em XML, o standard oferece um mecanismo de descrição de IP, independente da linguagem de implementação do componente [2], [5], [6]. Assim, a framework proposta pretende possibilitar a criação, gestão e reutilização de IPs baseados no standard IP-XACT, efetuando validações e verificações em tempo de desenvolvimento, com o objetivo de diminuir o número de erros cometidos no processo de design permitindo, ao mesmo tempo, a geração completa do sistema e de todos os batchs necessários para o correto deployment na respetiva plataforma, baseando-se para o efeito numa abordagem generativa (Generative Programming).

The huge competition in the actual market requires special focus on to the TTM (Time-To- Market) pressure in order to gain advantage over the competitors. The growing complexity of the actual systems enlarges not only the time-to-prototype and the time-to-market but it also requires an efficient time effort around repetitive engineering tasks in order to maximize the efficiency and minimize the money investment. In this line of thought, essays about system development and test automation and system reutilization have been gaining relevance. The current thesis appears in this context, because it aims the development of an IP-XACT enabled framework that encompasses the different phases in a FPGA system design flow. A framework is an ecosystem of tools that assists the system development process around an application family in a specific domain and has, as its main characteristics, easy to use, efficiency, extensibility, safety and security. IP-XACT is a standard developed by the spirit group around the concept of IP reutilization. In 2009, IEEE develop the 1685 standard that describes the IP-XACT. Based on XML, the standard offers a mechanism to describe IP (Intellectual Properties) regardless its implementation programming language. This way, the proposal framework intend to allow the IP creation and reutilization based on IP-XACT standard, with integrated design time verification and validation, in order to reduce the number of errors involved in the design process. At the same time, it allows the complete system generation, based on a generative programming (GP) approach, as well as all the batchs needed to deploy the system in the specific target.