OVPsim

OVPsim es un emulador de plataforma multiprocesador (a menudo llamado simulador de sistema completo ) que se utiliza para ejecutar binarios de producción sin modificar del hardware objetivo. Cuenta con API públicas que permiten a los usuarios crear sus propios modelos de procesador , periférico y plataforma. Existen varios modelos disponibles como código abierto. ^{[ 1 ]} OVPsim es un componente clave de la iniciativa Open Virtual Platforms (OVP), ^{[ 2 ]} una organización creada para promover el uso de plataformas virtuales abiertas para el desarrollo de software embebido. OVPsim requiere registro en OVP para su descarga.

OVPsim es desarrollado y mantenido por Imperas . ^{[ 3 ]} La plataforma de simulación principal es software propietario ; está disponible gratuitamente para uso no comercial. El uso comercial requiere una licencia de bajo costo de Imperas para cubrir el mantenimiento. Varios modelos de procesadores, periféricos y plataformas están disponibles como software libre bajo la Licencia Apache versión 2.0 .

OVP consta de tres componentes principales: modelos de código abierto , el rápido simulador OVPsim y las API de modelado . Estos componentes están diseñados para facilitar el ensamblaje de plataformas multinúcleo heterogéneas u homogéneas con jerarquías de memoria complejas, sistemas de caché y capas de software embebido que pueden alcanzar cientos de MIPS en ordenadores de sobremesa estándar. OVPsim se considera preciso a nivel de instrucción , pero no a nivel de ciclo. En la página web de OVP se pueden encontrar numerosos ejemplos de componentes y plataformas virtuales completas capaces de arrancar un kernel de Linux en menos de 5 segundos.

Dentro de OVP existen varias categorías de modelos. Estos modelos se proporcionan tanto como código objeto precompilado como, en algunos casos, como archivos fuente. OVPsim ya no proporciona el código fuente para los modelos de procesadores ARM y MIPS. Actualmente existen modelos de procesadores ARM (procesadores que utilizan los conjuntos de instrucciones ARMv4, ARMv5, ARMv6, ARMv7, ARMv8) hasta el ARM Cortex-A72MPx4 (e incluyendo modelos ARMv8 multiclúster con GICv3), Imagination MIPS (procesadores que utilizan los conjuntos de instrucciones MIPS32 , MIPS64 , microMIPS, nanoMIPS y MIPS R6) hasta los núcleos microAptiv, interAptiv, proAptiv y Warrior, Synopsys Virage ARC600/ARC700 y la serie ARC EM, Renesas v850 , RH850, RL78 y m16c, PowerPC , Altera Nios II , Xilinx MicroBlaze , RISC-V (modelos que utilizan RV32I, RV32M, RV32IM, RV32A, RV32IMA, RV32IMAC, RV32F, RV32D, de 32 bits, RV32E, RV32EC, RV32C, RV32G, RV32GC, RV32GCN, RV32IMAFD y subconjuntos ISA de 64 bits RV64I, RV64M, RV64IMAC, RV64F, RV64D, RV64C, RV64G, RV64GC, RV64GCN, RV64IMAFD), Andes Technology N25/NX25, N25F/NX25F, A25/AX25, A25F/AX25F, Microsemi CoreRISCV/MiV-RV32IMA, SiFive E31, E51, U54, U54-MC, Freedom U540, núcleos RISC-V de la serie 1, 3, 5, 7 de Codasip , núcleo RISC-V Intel NiosV, DSP TMS320 de Texas Instruments y familias OpenRisc . El Grupo OpenHW utiliza OVPsim como referencia principal para sus núcleos RISC-V CV32E40 y CV32E20 de código abierto. También existen modelos de diversos componentes del sistema, como RAM, ROM, caché y puente. Hay modelos de periféricos como Ethernet MAC, USB, DMA, UART y FIFO. Se encuentran disponibles varias plataformas preconfiguradas, incluyendo los sistemas operativos más comunes ^{[ 4 ]} ucLinux , Linux , Android , FreeRTOS , Nucleus y Micrium.

Una de las principales aplicaciones de la infraestructura de simulación OVP es la capacidad de crear y simular modelos personalizados, ya sea desde cero o utilizando uno de los modelos de código abierto como punto de partida. Las API de OVP están diseñadas para diferentes tipos de modelos: procesadores, modelos de comportamiento de periféricos y plataformas. Hay más de 100 variantes de modelos fuente disponibles para descargar.

El simulador OVPsim está disponible como referencia de OVP y es gratuito para uso no comercial. El simulador utiliza tecnología de traducción binaria dinámica para lograr velocidades de simulación muy altas. Es posible simular más de mil millones de instrucciones por segundo, en algunos casos en ordenadores de sobremesa convencionales. OVPsim está disponible para sistemas Windows x86 y Linux .

OVPsim incluye una interfaz GDB RSP (Protocolo Serie Remoto) que permite depurar aplicaciones que se ejecutan en procesadores simulados con cualquier depurador estándar compatible con esta interfaz. OVPsim también incluye el depurador gráfico Imperas iGui, así como una interfaz para el IDE Eclipse y CDT.

OVPsim puede encapsularse y llamarse desde otros entornos de simulación ^{[ 5 ]} y viene de serie con archivos de interfaz para C , C++ y SystemC ^{[ 6 ]} . OVPsim incluye archivos de interfaz nativos de SystemC TLM 2.0. También es posible encapsular modelos heredados de procesadores y modelos de comportamiento para que puedan ser utilizados por OVPsim.

Los modelos OVP se crean utilizando las API de C / C++ . Existen tres API principales: OP, VMI y BHM/PPM.

OVPsim es utilizado por diversas instituciones educativas para proporcionar una infraestructura de simulación para la investigación de plataformas de computación paralela , ^{[ 7 ] [ 8 ]} codiseño de hardware/software, ^{[ 9 ]} análisis de rendimiento de sistemas embebidos, ^{[ 10 ]} y como base para el desarrollo de otras herramientas embebidas. También se utiliza en cursos educativos para que los estudiantes desarrollen y depuren software de aplicación y creen plataformas virtuales y nuevos modelos.

Varias organizaciones comerciales líderes también utilizan OVPsim como base de sus ofertas de productos. La tecnología fue licenciada por MIPS ^{[ 11 ]} Technologies para proporcionar soporte de modelado para su gama de procesadores integrados con arquitectura MIPS , características en asociación con el proveedor líder de procesadores ARM, ^{[ 12 ] [ 13 ]} y es parte de la gama de productos Europractice ^{[ 14 ]} para acceso general a universidades europeas. Una versión de OVPsim es utilizada por el Grupo de Trabajo de Cumplimiento de la Fundación RISC-V ^{[ 15 ]} como simulador de referencia. Empresas líderes de semiconductores como Renesas han utilizado el simulador para su trabajo de desarrollo de procesadores, como se divulga en publicaciones líderes de la industria electrónica. ^{[ 16 ]} Fue seleccionado por NEPHRON+, un proyecto de investigación de la UE, por su entorno de desarrollo de software y pruebas. ^{[ 17 ]} VinChip Systems Inc. de Chennai , India, utilizó OpenOCD y OVPsim para desarrollar lo que puede ser el primer procesador de 32 bits desarrollado en India. ^{[ 18 ]} Los modelos OVP y las plataformas virtuales constituyen la base de otras actividades que está llevando a cabo Imperas.

• Sitio web oficial
• Herramientas de depuración y perfilado multinúcleo de Impera que utilizan modelos OVP.
• OVPsim se utilizó para emular la plataforma MIPS Malta. Archivado el 5 de septiembre de 2011 en Wayback Machine.
• Europractice archivado el 4 de abril de 2013 en Wayback Machine.