Models, Methods, and Tools for Complex Chip Design: Selected Contributions from FDL 2012

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105,49€
About this book: 
  • Covers Assertion Based Design, Verification & Debug
  • Includes language-based modeling and design techniques for embedded systems
  • Covers design, modeling and verification of mixed physical domain and mixed signal systems that include significant analog parts in electrical and non-electrical domains
  • Includes formal and semi-formal system level design methods for complex embedded systems based on the Unified Modelling Language (UML) and Model Driven Engineering (MDE)

This book brings together a selection of the best papers from the fifteenth edition of the Forum on specification and Design Languages Conference (FDL), which was held in September 2012 at Vienna University of Technology, Vienna, Austria.  FDL is a well-established international forum devoted to dissemination of research results, practical experiences and new ideas in the application of specification, design and verification languages to the design, modeling and verification of integrated circuits, complex hardware/software embedded systems, and mixed-technology systems.

 ·         Covers Assertion Based Design, Verification & Debug;

·         Includes language-based modeling and design techniques for embedded systems;

·         Covers design, modeling and verification of mixed physical domain and mixed signal systems that include significant analog parts in electrical and non-electrical domains;

·         Includes formal and semi-formal system level design methods for complex embedded systems based on the Unified Modelling Language (UML) and Model Driven Engineering (MDE).

 

Selected Contributions: 
FDL 2012
Series: 
Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol. 265
Editor: 
Haase, Jan (Ed.)
Year: 
2013
ISBN: 
978-3-319-01418-0
Price: 105,49€
Availability: 
now
Table of contents: 

Contents
1 Formal Plausibility Checks for Environment Constraints .. . . . . . . . . . . . 1
Binghao Bao, Jörg Bormann, Markus Wedler,
Dominik Stoffel, and Wolfgang Kunz
1.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Circuit Models .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Properties of Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 Environment Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.1 Implementable Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.2 Composability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5 Plausibility Checks in Coverage Analysis for Property Sets . . . . . . . 9
1.5.1 Complete Interval Property Checking (C-IPC) . . . . . . . . . . . 10
1.5.2 Plausibility Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6 Experimental Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.7 Conclusions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 Efficient Refinement Strategy Exploiting Component
Properties in a CEGAR Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Syed Hussein S. Alwi, Cécile Braunstein,
and Emmanuelle Encrenaz
2.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Our Framework .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Concrete System Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.2 Abstraction Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.3 Initial Abstraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3 Refinement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.1 Properties of Good Refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2 Negation of the Counterexample.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3 Ordering of Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.4 Filtering Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
vii
viii Contents
2.4 Experimental Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5 Negation of the Counterexample as a Complementary Strategy . . . 33
2.6 Conclusion and FutureWorks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3 Formal Specification Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Rolf Drechsler, Mathias Soeken, and Robert Wille
3.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2 Preliminaries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.1 Unified Modeling Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.2 Natural Language Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3 Formal Specification Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4 Mapping Natural Language Specifications
to the Formal Specification Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.1 Determine the Structure of the Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.2 Determine the Properties of the Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.5 Checking Correctness at the Formal Specification Level. . . . . . . . . . . 47
3.5.1 Verification of Static Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.5.2 Invariant Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5.3 Verification of Dynamic Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.6 Mapping from Formal Specification Level
to the Electronic System Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.7 Tool Support .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.8 Conclusion .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4 TLM POWER3: Power Estimation Methodology
for SystemC TLM 2.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
David Greaves and Mehboob Yasin
4.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2 Our Approach: TLM POWER3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.2.1 Extended Generic Payload: Distance +Hamming . . . . . . . . 57
4.2.2 Output Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.4 Accuracy .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.5 Conclusion .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5 SCandal: SystemC Analysis for Nondeterminism Anomalies . . . . . . . . . 69
Jan Henrik Weinstock, Christoph Schumacher, Rainer Leupers,
and Gerd Ascheid
5.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.2 SystemC Simulation Concept. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.3 Related Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.4 Process Order Dependency Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.4.1 Behavior Observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Contents ix
5.4.2 Detectable Anomalies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.4.3 Controlled Scheduling.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.4.4 PEO Dependency Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.5 Experiments and Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.5.1 Synthetic Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.5.2 SoClib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.5.3 Parallel Simulation of Mixed-Level Multicore
Platform .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.6 Conclusion and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6 A Design and Verification Methodology for Mixed-Signal
Systems Using SystemC-AMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Yao Li, Ramy Iskander, Farakh Javid, and Marie-Minerve Louërat
6.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.2 Unified Platform Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.2.1 SystemC AMS Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.2.2 CHAMS Sizing and Biasing Engine .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3 Proposed Levels of Abstraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.4 Implementation of the Unified Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.4.1 Comparator TDF Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.4.2 end_of_elaboration() function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.4.3 initialize() function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.4.4 processing() function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.5 Transient Analysis Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.6 Experimental Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.6.1 Sizing and Biasing Procedure of the Two-Stage
Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.6.2 Simulation Results of a Two-Stage Pipeline ADC . . . . . . . . 105
6.7 Conclusion .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
7 Configurable Load Emulation Using FPGA and Power
Amplifiers for Automotive Power ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Manuel Harrant, Thomas Nirmaier, Christoph Grimm,
and Georg Pelz
7.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
7.2 Related Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.3 First Experimental Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
7.4 Load Modelling for Real-Time Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
7.5 Evaluation of Lamp Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
7.6 Experimental Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
7.7 Conclusion and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
x Contents
8 Model Based Design of Distributed Embedded Cyber
Physical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Javier Moreno Molina, Markus Damm, Jan Haase, Edgar Holleis,
and Christoph Grimm
8.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.1.1 Model-Based Design Approach.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.1.2 Multi-domain Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
8.2 PreviousWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
8.3 Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.3.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.3.2 Functional Model .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.3.3 Hardware/Software Co-design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.3.4 Deployment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.4 Models Implementation .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.4.1 Functional Node Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.4.2 Embedded Platform Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
8.4.3 PropagationModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.4.4 Network Protocol Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.4.5 Environment Interaction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
8.5 Simulating the Energy Management Application.. . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
8.6 Conclusion and FutureWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
9 Model-Driven Methodology for the Development
of Multi-level Executable Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Fernando Herrera, Pablo Penil, Hector Posadas, and Eugenio Villar
9.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
9.2 Related and PreviousWork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.3 EnvironmentModelling Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
9.3.1 Environment Structure and Connection to the System. . . . 149
9.3.2 Levels of Abstraction in the Specification
of Environment Behaviour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
9.3.3 Modeling Several Scenarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
9.4 Toolset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
9.4.1 SystemC Generation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
9.4.2 File Structure Generation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
9.5 SystemC Simulation with the System Performance Model . . . . . . . . 160
9.6 Example.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
9.7 Conclusions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
9.8 Future Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
10 GREEN HOME: The Concept and Study of Grid Responsiveness . . . 165
Slobodanka Tomic, Jan Haase, and Goran Lazendic
10.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
10.2 Home Gateway Functions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
10.3 Demand Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Contents xi
10.4 Grid Responsiveness Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.4.1 The Day-Ahead Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10.4.2 The Intra-day Exchange .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
10.4.3 User Responsiveness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
10.5 The Model of Home Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
10.6 Forecasting of the Uncertainty Level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
10.7 The Test Bed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
10.8 Conclusions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11 Polynomial Metamodel-Based Fast Optimization
of Nanoscale PLL Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Saraju P. Mohanty and Elias Kougianos
11.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
11.2 Proposed Novel Fast Analog/Mixed-Signal Design Flow. . . . . . . . . . 181
11.3 Related Prior Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
11.4 Design of PLL Component Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
11.4.1 Phase Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
11.4.2 Loop Filter and Charge Pump. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
11.4.3 LC Voltage Controlled Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
11.4.4 Frequency Divider .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
11.5 Proposed Approach for Generation of Fast
and Layout-Accurate Metamodels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
11.5.1 Data Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
11.5.2 Data Centering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
11.5.3 Stepwise Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
11.5.4 Verification of the Metamodel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
11.6 Proposed Metamodel Based Design Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
11.7 Experimental Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.8 Summary, Conclusions, and Future Direction of Research . . . . . . . . 196
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
12 Methodology and Example-Driven Interconnect
Synthesis for Designing Heterogeneous Coarse-Grain
Reconfigurable Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Johann Glaser and CliffordWolf
12.1 Introduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
12.2 Development of Reconfigurable Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
12.2.1 Pre-silicon Phase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
12.2.2 Post-silicon Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
12.3 Design Methodology .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
12.3.1 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
12.3.2 Application Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
12.3.3 Merge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
12.3.4 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
12.3.5 Verification .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
xii Contents
12.3.6 Post-silicon Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
12.3.7 Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
12.4 Interconnect for Reconfigurable Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
12.4.1 Common Topologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
12.4.2 A Tree Topology .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
12.4.3 Analysis of the Tree Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
12.5 Interconnect Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
12.5.1 Optimization Algorithm.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
12.5.2 Implementation Details. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12.6 Evaluation of InterSynth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12.6.1 Filter Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
12.6.2 Logic Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
12.7 Yosys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
12.8 Conclusion .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
http://www.springer.com/978-3-319-01417-3

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