使用英特爾Simics仿真器創(chuàng)建軟件開(kāi)發(fā)虛擬平臺(tái)

英特爾Agilex5 FPGA SoC 正為您而來(lái)，面向英特爾FPGA的新版 Simics 仿真器將幫助軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)提前編寫這些器件的代碼。英特爾Agilex5 FPGA SoC 具有全新的硬核處理器系統(tǒng) ( HPS )，它由一個(gè)雙核 Arm Cortex-A76 和一個(gè)雙核 Arm Cortex-A55 處理器組成，并集成了一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存管理單元，可通過(guò)統(tǒng)一的內(nèi)存模型實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)硬件虛擬化。HPS 的設(shè)計(jì)支持將硬件虛擬化擴(kuò)展到 FPGA SoC 可編程邏輯結(jié)構(gòu)中的實(shí)例化外設(shè)，并為早期軟件開(kāi)發(fā)創(chuàng)建虛擬平臺(tái)（有時(shí)稱為“左移”方法），從而縮短開(kāi)發(fā)、測(cè)試新產(chǎn)品所需的總時(shí)間。

英特爾Agilex5 HPS 是英特爾Agilex7 FPGA SoC 中 HPS 的升級(jí)版。每個(gè) Arm Cortex-A76 處理器都有 64-Kbyte 指令和數(shù)據(jù)高速緩存，以及 256-Kbyte 二級(jí)高速緩存。每個(gè) Arm Cortex-A55 處理器都有 32-Kbyte 指令和數(shù)據(jù)高速緩存，以及 128-Kbyte 二級(jí)高速緩存。Arm Cortex-A76 和 Arm Cortex-A55 處理器的最大時(shí)鐘頻率分別為 1.8 GHz 和 1.5 GHz，HPS 集群中的四顆 Arm Cortex 處理器共享一個(gè) 2-Mbyte 三級(jí)高速緩存。雙核 Arm Cortex 處理器可采用大核/小核（A76/A55）配置。

集成到英特爾Agilex5 FPGA SoC 中的 HPS 還在其外設(shè)子系統(tǒng)中增加了一組 I/O 模塊，包括三個(gè)改進(jìn)的以太網(wǎng) MAC（支持 1-Gbps 以太網(wǎng)且提供對(duì) IEEE-1588 時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò) (TSN) 的硬件支持）、升級(jí)的 NAND 閃存和 MMC 內(nèi)存控制器（集成 DMA 控制器）、USB 3.1 和 USB 2.0 端口、多個(gè) I2C 和 I3C 端口、UART 和四個(gè) SPI 端口。面向英特爾FPGA 的英特爾Simics 仿真器對(duì)所有這些 I/O 組件進(jìn)行了建模，支持軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將開(kāi)發(fā)周期提前大約 6 至 9 個(gè)月。這些時(shí)間可以用來(lái)豐富功能、提高軟件質(zhì)量。 英特爾 Agilex 5 FPGA SoC 的 HPS 架構(gòu)改進(jìn)助力這些中級(jí)器件滿足眾多嵌入式市場(chǎng)的需求，包括：

無(wú)線通信

固網(wǎng)通信

數(shù)據(jù)中心加速

工業(yè)應(yīng)用

這些類型的應(yīng)用需要在大型軟件堆棧上進(jìn)行大量的軟件開(kāi)發(fā)。英特爾Agilex5 FPGA SoC 目前由 Linux Kernel Archives (kernel.org) 中的開(kāi)源 Linux 操作系統(tǒng)堆棧提供長(zhǎng)期支持。英特爾還支持基于 Linux 基金會(huì) Zephyr Project 的 RTOS。英特爾Agilex5 FPGA SoC 的 TSN 軟件堆棧支持 Linux 操作系統(tǒng)和 Zephyr Project 的 RTOS。

創(chuàng)建軟件開(kāi)發(fā)虛擬平臺(tái)

從軟件角度來(lái)看，利用面向英特爾 FPGA 的英特爾 Simics 仿真器構(gòu)建的虛擬平臺(tái)，可以提前啟動(dòng)傳統(tǒng)上依賴 FPGA 原型的硬件/軟件集成，從而降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和成本。在使用虛擬原型進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，軟件開(kāi)發(fā)人員會(huì)使用與實(shí)際硬件編程相同的常用工具，包括編譯器、調(diào)試器和仿真器。虛擬原型可幫助開(kāi)發(fā)人員查看硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而更深入地洞察設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，虛擬原型同時(shí)支持故障注入，以便開(kāi)發(fā)人員對(duì)硬件/軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行更全面的測(cè)試。

面向英特爾 FPGA 的英特爾 Simics 仿真器在主機(jī) PC 上運(yùn)行，可模擬目標(biāo)硬件。由于虛擬原型不需要物理硬件，完全在 PC 上運(yùn)行，因此虛擬平臺(tái)可以分發(fā)給全球的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，從而大幅提高軟件團(tuán)隊(duì)的開(kāi)發(fā)效率和吞吐量。

使用面向英特爾 FPGA 的英特爾 Simics 仿真器創(chuàng)建的虛擬平臺(tái)不僅限于模擬 FPGA SoC 中的 HPS。通過(guò)為 FPGA SoC 中實(shí)例化的其他組件以及附加到 FPGA SoC 的組件提供適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ?，仿真器可作為虛擬平臺(tái)運(yùn)行，為整個(gè)設(shè)計(jì)提供基于軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境。因此，面向英特爾 FPGA 的英特爾 Simics 仿真器支持多個(gè)軟件開(kāi)發(fā)小組編寫代碼，而無(wú)需為這些小組提供工作原型硬件。與使用硬件原型相比，虛擬平臺(tái)不僅成本更低，而且更易于分發(fā)至各地。

此外，在軟件開(kāi)發(fā)工作開(kāi)始之前，虛擬平臺(tái)的所有仿真模型都無(wú)需準(zhǔn)備就緒。軟件團(tuán)隊(duì)可以從 HPS 模擬開(kāi)始，并在適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ蜏?zhǔn)備就緒后，通過(guò)后續(xù)的虛擬平臺(tái)版本添加軟件模塊。這一流程允許在設(shè)計(jì)流程初期開(kāi)始軟件開(kāi)發(fā)，并在硬件設(shè)計(jì)開(kāi)始后協(xié)同推進(jìn)軟硬件工作。

自 2023 年第一季度以來(lái)，面向英特爾 FPGA 的英特爾 Simics 仿真器已全面開(kāi)放下載權(quán)限，為客戶提供了搶先體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，趕快聯(lián)系英特爾銷售搶先體驗(yàn)吧~

審核編輯：湯梓紅