Cycle-accurate functional simulation of Risc-V processors for embedded applications: Timing model construction, validation and performance evaluation
Gömülü uygulamalar için Risc-V işlemcilerin döngü açısından doğru işlevsel simülasyonu: Zamanlama modeli oluşturma, doğrulama ve performans değerlendirmesi
- Tez No: 899616
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
RISC-V popüler açık-kaynaklı bir komut kümesi mimarisidir ve gerçek-zamanlı gömülü uygulamalarda kullanılabilirdir. Her zaman gelişme altında olduğu için hızlı ön-modelleme, doğrulama, performans değerlendirmesi ve tasarım uzayı keşfi için simülatöre ihtiyaç duyar. İşlevsel simülatörler, hız ve kullanım kolaylığından dolayı RTL simülatörlerden daha iyi performans sergiler. Bu uygulamalar için Imperas ISS ve CV32E40P idealdir, çünkü Imperas ISS zamanlama modeli ile genişletilebilirdir ve CV32E40P gerçek-zamanlı gömülü kullanımlar için tasarlanmıştır. Bu tez çalışması döngü bakımından doğru, işlevsel simülatör kütüphanesi oluşturma yöntemi önermektedir. Yöntemimimz sistematik olarak her komutun çevrim bedelini farklı gruplara bölmektedir ve temel tam-sayı komutları, FPU ve dinamik dallanma kestirici modellemektedir. Yöntemimizi kullanarak Imperas ISS için bir CV32E40P zamanlama kütüphanesi ve çekirdek için bir dinamik dallanma kestirici gerçeklemektedir. Kütüphanemiz, gerçeklememizden elde edilen çevrim sayısı Verilator ile kıyaslanarak doğrulanmaktadır ve literatürden daha iyi bir şekilde %99dan daha yüksek bir doğruluk oranı elde etmiştir. Son olarak, bu tez çalışması kütüphanemizin FPU ve dallanma kestirici parametreleri gibi tasarım seçimlerini keşfetmek için kullanılabileceğini göstermekte ve gerçek-zamanlı gömülü uygulamalar için en iyi parametre bileşimini elde etmektedir. FPGA gerçeklemesi için birleşimsel bir FPU ve 32 girdili iki tahmin bitli bir dallanma kestirici önermektedir.
Özet (Çeviri)
RISC-V is a popular open-source ISA that can be used for real-time embedded applications. It is always under development and thus requires simulators for fast prototyping, verification, performance evaluation, and DSE. Functional simulators perform better than RTL simulators due to speed and ease of use. For these applications, the Imperas ISS and CV32E40P are the ideal choices since the Imperas ISS can be expanded with a timing model, and CV32E40P is designed for embedded real-time use. This thesis proposes a methodology to develop a cycle-accurate timing library for the functional simulator. Our methodology systematically divides each instructions cycle cost into different groups, and it models the base integer instructions, FPU, and a dynamic branch predictor. It implements a CV32E40P timing library for the Imperas ISS simulator using our methodology and a dynamic branch predictor for the core. Our library is verified by comparing the cycle counts obtained from our implementation with Verilator and obtained a more than 99% accuracy, which is better than the literature. Finally, this thesis demonstrates the use case of our timing library by exploring design choices such as FPU parameters and branch predictor algorithms and obtaining results for the best parameter choices for real-time embedded applications. It proposes a design with a combinational FPU, and a branch predictor with 32 entries and two prediction bits for an FPGA implementation.
Benzer Tezler
- Üretim kaynakları planlaması
Başlık çevirisi yok
TOLGA EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET TANYAŞ
- Gemilerin manevra denklemlerinin bilgisayarla çözümü
The Solutions of equations of ship manoeuvres by the computer
EMİN KORKUT
- Nükleosit analoğu bazı sitotoksik antineoplastik ilaçların dsDNA ile etkileşim mekanizmaları ve elektrokimyasal analizleri
Interaction mechanisms with dsDNA and electrochemical analysis of some nucleoside analogue cytotoxic antineoplastic drugs
PELİN ŞENEL
- Sac metal şekillendirmede mukavemet arttırıcı parametrelerin optimizasyonu
Optimization of strength increasing parameters for sheet metal forming
AHMET İLHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK VAROL
- Özel bir piston ve kilit mekanizmasına sahip yüksek başlangıç ivmeli göğüs kompresyon cihazının tasarımı, simülasyonu ve üretimi
Design, simulation, and fabrication of a high initial acceleration automatic chest compression device with a special piston and locking mechanism
AHMET KAĞIZMAN
Doktora
Türkçe
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN SEZER