System level specification and communication synthesis for hardware/software co-design
Spécifications systèmes et synthèses de la communication pour le co-design logiciel/matériel
Résumé
As the system complexity grows there is a need for new methods to handle large system design. One way to manage that complexity is to rise the level of abstraction of the specifications by using system level description languages. On the other side, as the level of abstraction rise the gap between the concepts used for the specification at the system level (communication channels, interacting processes, data types) and those used for hardware synthesis becomes wider. Although these languages are well suited for the specification and validation of complex real time distributed systems, the concepts manipulated are not easy to map onto hardware description languages. It is thus necessary to defines methods for system level synthesis enabling efficient synthesis from system level specifications. The subject of this thesis is the presentation of a new approach of generation of C and VHDL code from system level specifications in SDL. This approach solves the main problem encountered by previous approach : inter process communications. SDL communication can be translated in VHDL for synthesis. This is achieved by the use of a powerful intermediate form that support the modelling for synthesis of a wide range of communication schemes. This intermediate form allows to apply to the system a set of transformations in order to obtain the desired solution. The main refinement step, called communication synthesis is aimed at fixing the protocol and interface used by the different processes to communicate. The refined specification can be translated in C and VHDL and synthesised by commercial tools. We illustrate the feasibility of this approach through an application to a telecommunication example : the TCP/IP over ATM protocol.
Au fur et à mesure que la complexité s'accroit, il devient nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant de la gérer. Une des façons de maîtriser cette complexité est d'élever le niveau d'abstraction des spécifications en utilisant des langages de spécification systèmes. D'un autre côté, l'élévation du niveau d'abstraction augmente le fossé entre les concepts utilisés pour la spécification (processus communicants, communication abstraite) et ceux utilisés par les langages de description de matériel. Bien que ces langages soient bien adaptés à la spécification et la validation de systèmes complexes, les concepts qu'ils manipulent ne sont pas aisément transposables sur ceux des langages de description de matériels. Il est donc nécessaire de définir de nouvelles méthodes permettant une synthèse efficace à partir de spécifications systèmes. Le sujet de cette thèse est la présentation d'une approche de génération de code C et VHDL à partir de spécifications systèmes en SDL. Cette approche résout la principale difficulté rencontrée par les autres approches, à savoir la communication inter-processus. La communication SDL peut être traduite en VHDL en vue de la synthèse. Cela est rendu possible par l'utilisation d'une forme intermédiaire qui supporte un modèle de communication générale qui autorise la représentation pour la synthèse de la plupart des schémas de communication. Cette forme intermédiaire permet d'appliquer au système un ensemble d'étapes de raffinement pour obtenir la solution désirée. La principale étape de raffinement, appelée synthèse de la communication, détermine le protocole et les interfaces utilisés par les différents processus pour communiquer. la spécification raffinée peut être traduite en C et VHDL pour être utilisée par des outils du commerce. Nous illustrons la faisabilité de cette approche par une application à un système de télécommunication : le protocole TCP/IP sur ATM.
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