基于UML/XML的ASIP系统级设计研究

论文摘要

专用指令集处理器(ASIP,application specific instruction processor)设计是当今世界SoC设计中的热点,融合了许多先进微处理器设计方法和技术,并可以在满足功能的同时缩短嵌入式微处理的研发时间。目前关于ASIP设计的方法很多且复杂,并且大多都只停留在理论研究论证上,没有一个十分成熟通用的ASIP设计开发平台。因此,提出了一种基于UML/XML(统一建模语言/可扩展标记语言)的系统级设计方法,对其设计方法及具体实现中的关键技术进行详细讨论。采用该方法开发一个ASIP设计开发平台,并通过一个具体的实例来验证该方法正确性和有效性。本论文详细的讨论了嵌入式处理器和ASIP的一些设计方法以及最新的研究发展情况,并针对其具体实现,对ASIP系统级的设计方法进行适当的改进,提出了基于UML/XML的系统级设计方法,给出ASIP设计平台的开发流程。然后,对实现这一开发平台的相关技术进行介绍,结合面向对象和MDA(模型驱动架构),采用UML中的用例图、类图、状态图(顺序图)和组件图对ASIP系统级的硬件建模。采用XML对其体系结构进行描述,并存储其模型的关系和数据结构。采用EMF/GEF建模框架技术来实现对ASIP的UML建模,并研究在其框架内如何使用UML对XML解析器接口的描述以及模型之间的变换和映射机制。使用MDA来实现模型到代码的转换,建立了UML模型到XML,HDL(硬件描述语言)之间的映射表。其中对ASIP的UML建模,XML体系结构描述,模型转换,代码映射是关键。尤其是关系模型的存储和映射是重中之重。最后,以OpenRisc1200为实例来说明和验证此设计方法实现的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 ASIP 设计研究的现状
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 本文的章节安排
• 2 设计方法学研究
• 2.1 电子系统设计方法学
• 2.2 嵌入式系统设计方法学
• 2.3 ASIP 设计方法学
• 2.3.1 传统的软硬件协同设计
• 2.3.2 ASIP 行为级设计方法
• 2.3.3 “描述-搜索-细化”的方法
• 2.3.4 ASIP 系统级设计方法
• 2.4 基于UML/XML 的ASIP 系统级设计方法
• 2.5 本章小结
• 3 设计流程
• 3.1 软硬件协同设计流程
• 3.2 ASIP 设计流程
• 3.3 基于UML/XML 的ASIP 系统级设计流程
• 3.4 本章小结
• 4 ASIP 设计平台的开发环境
• 4.1 Eclipse 插件开发
• 4.2 GEF、EMF
• 4.3 GMF
• 4.4 XML、DOM4J
• 4.5 MDA、JET
• 4.6 本章小结
• 5 关键技术研究
• 5.1 ASIP 建模
• 5.1.1 ASIP 的UML 建模
• 5.1.2 ASIP XML 模型存储
• 5.1.3 HDL 底层描述
• 5.2 模型层次化
• 5.3 关系模型
• 5.4 模型映射
• 5.5 本章小结
• 6 集成开发环境的实现
• 6.1 ADB 界面实现
• 6.2 ASIP 的UML 模型实现
• 6.3 ASIP 模型存储的实现
• 6.4 ASIP 关系模型的实现
• 6.5 ASIP 模型映射的实现
• 6.6 本章小结
• 7 结论
• 7.1 结果与结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录