基于平台的CTG SoC系统建模方法

【基于平台的CTG SoC系统建模方法】是一种针对系统级芯片（System-on-Chip, SOC）设计的高效建模技术。在当前的SoC设计中，传统的建模方法存在诸多局限性，如仅能描述功能而无法涵盖性能、粒度过细且不易调整，以及部分模型不支持快速仿真验证和设计空间探索。为解决这些问题，文章提出了一种新的建模方法——约束任务流图（Constrained Taskflow Graph, CTG）。 **约束任务流图模型**是CTG SoC系统建模的核心，它由四个主要组成部分构成： 1. **任务（Task）**：是实现特定目标的一系列动作序列，涉及输入、内部状态变化和输出。任务可以在硬件或软件上实现，形式化表示为Task = {InputSeq, ActionSeq, OutputSeq}。 2. **约束（Constraint）**：包括时间、空间、功耗、面积和成本等多维度的限制条件，这些约束是选择任务软硬件实现方式的依据，表示为Constraint = {TimeConstr, SpaceConstr, PowerConstr, AreaConstr, PriceConstr}。 3. **约束任务流图（CTG）**：描述了任务间的层次和执行顺序，每个任务都有对应的约束条件，用于指导SoC设计规划、软硬件划分、高层综合和协同仿真，表示为CTG = {TaskTree, CommunSet, SubtaskFSMSet, ConstraintSet}。 4. **CTG模型的应用**： - **任务封装**：将任务的设计信息通过属性视图、约束视图、算法视图、细化视图和子任务执行控制机视图进行整合。 - **任务细化**：将复杂任务分解为更小的子任务，便于管理和实现，任务树用于表示任务细化的结构。 - **子任务执行控制机（TaskFSM）**：描述子任务间的控制执行关系，支持并发、分支、循环等多种调度策略，定义为TaskFSM = {SubtaskSet, InitialTask, ConditionSet, TaskTransitionRuleSet}。 **基于平台的CTG SoC系统原型生成**是建模方法的实践应用。通过算法描述任务的行为，构建领域算法库，每个算法可能有多种实现，对应不同的性能特性。设计者可以根据性能需求选择合适的算法实现，生成系统原型，以加速设计验证和优化过程。 在基于层次平台的SoC系统设计方法Hi-PBD中，设计被分为系统模型层、虚部件层和实部件层，利用设计规划和虚实综合进行两次映射，提高重用效率并保证设计灵活性。SoC虚部件层作为模型和实际硬件描述之间的桥梁，简化了从系统模型到硬件实现的转换，降低了设计难度。 基于平台的CTG SoC系统建模方法提供了一种有效的方法来应对SoC设计中的复杂性和多样性，通过任务建模和约束管理，实现了更高效、灵活的设计流程，有助于降低开发风险、成本，并缩短产品上市时间。