Checkpointing for virtual platforms and systemC-TLM-2.0

Abstract

Un dels avantatges d'usar plataformes virtuals o prototipat virtual enlloc del maquinari real pel desenvolupament de programari encastat és la capacitat d'alguns simuladors de fer captures del seu estat. Si el model del sistema complet és prou detallat, pot tardar uns quants minuts (inclús hores) per simular l'engegada d'un Sistema Operatiu. Si es pren una captura just després de que ha acabat d'engegar, cada cop que calgui corre el programari encastat, els dissenyadors poden simplement recuperar la captura i continuar-la. Recuperar una captura normalment porta pocs segons. Aquest guany es trasllada en una major productivitat, especialment quan es treballa amb sistemes encastat, amb programari complex sobre Sistemes Operatius com en els dispositius actuals. En aquesta tesi es presenta en primer lloc el treball realitzat per afegir un llenguatge de descripció de sistemes anomenat SystemC a dues plataformes virtuals diferents. Aquesta tasca es realitzà per una eina comercial i desprès es traslladà a una plataforma de codi obert. També es presenta una sèrie de modificacions al llenguatge SystemC per suportar la captura d'instantànies. Aquestes modificacions faran possible poder agafar l'estat de la simulació en SystemC i salvar-les al disc. Més tard, la simulació es pot recuperar en el mateix estat on es trobava, sense canvis en els seus components. Aquestes millores ajudaran al llenguatge SystemC a ser més àmpliament usat en el món de les Plataformes Virtuals.

One advantage of using a virtual platform or virtual prototype over real hardware for embedded software development and testing is the ability of some simulators to take checkpoints of their state. If the entire system model is detailed enough, it might take several minutes (or even hours) to simulate booting the O.S. If a snapshot of the simulation is saved just after it has finished booting, each time it is necessary to run the embedded software, designers can simply restore the snapshot and go. Restarting a checkpoint typically takes a few seconds. This can translate into a major productivity gain, especially when working with embedded system with complex SW stacks and O.S. like modern embedded devices. In this dissertation we present in firstly our work on adding a description level language as SystemC to two Virtual Platforms. This work was done for a commercial Virtual Platform, and later translated to a open-sourced Platform. This thesis also presents a set of modifications to SystemC language to support checkpointing. These modifications will make it possible to take the state of a SystemC running simulation and save it to disk. Later, the same simulation can be restored to the same point it was before, without any change to the simulated modules. These changes would help SystemC to be suitable for use by Virtual Platforms as a description language.