Machineware----RISC-V

一、公司背景

MachineWare GmbH是德国亚琛工业大学著名的通信技术与嵌入式系统研究所（ICE）的子公司，有数十年的系统级模拟和高性能模拟工具经验。

二、产品介绍

1.RISC-V

RISC-V是一种可定制的、开放的标准指令集体系结构，没有许可证成本或遗留问题，但可以灵活地实现您的想法。今天最常用的软件栈，如Linux、Android和Chrome，已经在RISC-V上运行，从嵌入式到HPC，还有更多的软件栈。MachineWare建立在数十年的超快速、可互操作的模拟技术经验之上。可以利用我们提供的解决方案来启动的RISC-V项目并立即开始开发。

1）SIM-V™

SIM-V™ 是超快速、功能性RISC-V指令集模拟器。它能够在硬件可用之前验证RISC-V软件。其快速的模拟速度减少了测试运行时间，使团队能够更快地获得详细的结果。同时降低能源消耗，节省时间和金钱。

仅仅模拟CPU可能不足以覆盖所有的用例。通过集成SIM-V模拟整个SoC™ 转换为全系统模拟器或虚拟平台（VP）。基于开源建模库VCML，为高性能和嵌入式目标应用程序提供起点VP。通过使用VCML，可以将我们的模型集成到任何与SystemC兼容的模拟环境中。

旗舰产品 SIM-V 是高速多功能的 RISC-V 模拟器，结合了前所未有的模拟性能和卓越的可定制性，适用于从最小的嵌入式设备到仓库规模的超级计算机等各种应用。

SIM-V 使软件开发人员能够实时测试完整的软件堆栈 - 包括固件、操作系统内核和复杂的用户空间应用程序，例如 (Java-) 虚拟机或丰富的图形环境。

今天的硬件-软件系统变得越来越复杂，即使是微小的边缘系统也可以执行数百万行代码。 SIM-V 使软件开发人员在没有物理硬件的情况下，以交互方式调试最复杂的设计。将 SIM-V 集成到持续集成系统中可以最大限度地减少测试执行时间、节省计算资源并允许开发人员更快地继续他们的工作。

MachineWare 为不同的用例提供定制版本的 SIM-V：

● SIM-V Compute 针对高性能 RISC-V 系统的设计和验证，包括 GPU 的硬件模型和高速 PCIes 互连。

● 另一方面，SIM-V Edge 针对设计紧凑的 32 位边缘计算系统进行了优化，提供来自微控制器设计空间的广泛 I/O。

这两款模拟器均基于 MachineWare 的开源 SystemC 建模库 VCML 构建，可轻松集成到现有验证设置和 SystemC 平台模型中，同时提供跟踪、分析和脚本功能。

SIM-V 还基于 MachineWare 快速灵活的指令集仿真框架 FTL。这可以轻松定制模拟器以添加定制的 RISC-V 指令集扩展，甚至可以为几乎任何微处理器架构设计完全定制的指令集模拟器。

2） SIM-V™ Extension SDK

可定制性是RISC-V的艺术。凭借直观的SIM-V™ 扩展SDK，可以快速向SIM-V添加自定义指令和寄存器™. 只需将扩展插件插入RISC-V参考模型，即可立即获得有关设计选择的反馈。

2.ARM产品

ARM仍然是嵌入式体系结构的主要选择。利用高速ARM仿真模型，加快推出基于ARM的产品。

1）SIM-A™

SIM-A™, 尖端的高速ARM指令集模拟器，专门针对ARM Cortex-M和Cortex-A架构设计。利用MachineWare开创性的FTL技术，它能够在硬件可访问之前彻底验证ARM软件。SIM-A以其卓越的模拟速度™ 显著缩短了测试持续时间，使团队能够更快地获得全面的结果。这不仅节省了能源，而且节省了大量的时间和成本。

2）ARM-on-ARM

当芯片可用时，本机执行目标软件（ARM上的ARM）胜过任何指令集模拟器。解决方案将本地执行像火箭速度一般的快速反馈和分析能力与虚拟平台（VP）相结合。由于SystemC的互操作性，可以在任何时候在硅和模拟器之间无缝切换。

3.模拟产品

1）快速处理器模型

MachineWare处理器模型基于处理器建模工具包FTL，该工具包利用实时编译技术来最大限度地提高模拟性能。FTL适用于建模许多处理器体系结构，甚至是像ARM这样奇怪的体系结构。

2）硬件加速模拟

仅仅依靠软件模拟有其局限性，因为总会有一些固有的费用。实现模拟速度的显著提高需要模拟主机利用硬件加速。MachineWare提供了各种解决方案，用于将主机硬件纳入模拟过程，从而优化性能，同时保持与SystemC TLM-2.0标准的兼容性。

3） InSCight™

InSCight™ 是MachineWare用于分析虚拟平台（VP）的解决方案。由两部分组成：MachineWare SystemC模拟内核，在模拟运行时将模拟数据记录到数据库中，以及桌面应用程序，可以加载该模拟数据库并可视化模拟数据。该产品用于分析虚拟平台的模拟，即动态分析它们。这使得在模拟中很容易发现和修复逻辑错误和瓶颈，从而提高了模拟结果的质量和模拟性能。

4）QBox

QEMU是一个流行的开源模拟器，拥有大量的处理器和外围设备模型库。然而，它的灵活性有限，因为它没有提供标准化的接口。QBox（SystemC Box中的Qemu）通过SystemC TLM-2.0接口扩展了Qemu，使Qemu处理器和外围设备模型能够在任何SystemC TLM-2.0模拟中使用。

三、结论

MachineWare的虚拟原型以位级别的精度模拟硬件，缩短开发时间，增强软件的安全性、稳定性和质量。支持ARM、RISC-V和自定义处理器架构。

开源SystemC TLM-2.0生产力库VCML。它为UART、NIC等标准组件提供了许多免费组件型号。所有模型构建块和接口都是开源版本的一部分。