基于esl的mepg-4解码 soc软硬件协同设计new

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1、DESIGNSTRATEGIESANDMETHODOLOGIES基于ESL的MEPG-4解码SoC软硬件协同设计1.引言SoC平台上实现MPEG-4解码系统软硬作者：随着SoC(SystemonChip)系统设件协同仿真。冯鑫/郭炜上海交通大学微电子学院计复杂度的不断提高，设计前期在系统级别进行软硬件划分对SoC各方面性实践证明利用ESL进行系统设计能的影响日趋增加，迫切需要高效快速不仅可以有效提高仿真验证速度而且摘要：性能分析和验证平台。传统的RTL仿设计的视频解码硬件能有效提高系统随着SoC

2、(SystemonChip)的性能。真平台不能提供较快的仿真速度与较系统设计复杂度的不断提高，设大的仿真规模，FPGA平台则不能提供计前期在系统级别进行软硬件规详细的性能分析指标，而电子系统级设2.ESLSoC设计的特点划对SoC性能的影响日趋增加，在复杂视频解码SoC设计中迫切计（ElectronicSystemLevel,ESL）方电子系统级设计(ESL)是一种从系统需要高效的性能分析和验证平台法，不仅提供高速的仿真验证手段还提整体性能角度来实现SoC芯片设计规划从架构层次上优化性能。本文将

3、供详细的性能分析指标，已经成为当今的方法学。随着芯片系统规模的不断扩基于电子系统级设计（ElectronicSoC设计领域最前沿的设计方法，它是大，真正对系统性能有着决定性影响的SystemLevel,ESL）仿真方法能够让SoC设计工程师以紧密耦合方式因素取决于系统的架构的设计，以及软在MPEG-4视频解码SoC软硬开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入硬件划分的合理性，ESL逐渐在设计中件协同设计中的应用,利用ARM式软件的一套方法学。起了至关重要的作用，但是目前在国内SoC-DesignerE

4、SL平台分析软的芯片设计领域尚少涉及。件算法的瓶颈，实现软硬划分。通过SystemC对硬件单元周期精在MPEG-4解码SoC的设计中，由确建模，最终实现了MEPG-4解于算法复杂度比较高，单纯的RISC结构ESL设计需要在一定抽象层次上用码软硬件协同仿真验证。实践证的SoC难以满足实时实现的要求,需要从足够快速的方法描述SoC系统，给软硬明利用ESL进行系统设计不仅可系统架构的层次上对SoC进行必要的软件工程师提供虚拟的原型平台，同时可以有效提高仿真速度而且设计的硬件划分与硬件优化建模，传统的设

5、计以在虚拟原型上运行软件代码，并能够视频解码硬件能有效改善系统的中一直不能提供精确的软硬划分的准确分析软件性能，提供软硬件划分的重要性能。依据，以及详细的性能分析指标。依据，支持硬件快速建模集成，用于进行硬件系统结构的探察和软件程序的开本文讨论了在设计中引入ESL设发,其设计流程如图1所示。计方法，依托ARMESL工具平台，通过MPEG-4解码软件算法基于AMBA总线架构的瓶颈分析，实现软硬划分。同时根据算法与数据流特性，提出优化结构的硬件加速单元架构，利用SystemC周期精确建模，并在搭建的

6、ARM图1图1ESL的SoC软硬协同设计流程InformationQuarterly[53]Number5,Autumn2006DESIGNSTRATEGIESANDMETHODOLOGIES本文中涉及的是ARM基于3.算法性能分析与软硬划分实际应用的MPEG-4编解码器都是SystemC开发的RearviewSoC-3.1软件算法性能评估将帧划分成宏块进行编解码的，其中运Designer工具平台，工具提供基本的软件实现的MPEG-4解码算法结构动补偿的插值单元与IDCT数据操作都是ARMCor

7、e,Bus和Memory的SystemC如图3。针对图像的宏块进行的，分析表1，可以虚拟原型，支持SystemC周期精确建得到在解码系统模，ESL平台的可观测性如提供系统（如图3）中运性能（如Cache状态）与Bus工作特动补偿的插值模性的统计分析，使得SoC软硬件分析块[1]与IDCT运变得更加直观，SystemC在事务级模型算量之和占解码(transactionlevelmodel,TLM)强大的总运算的一半以建模能力使得硬件建模更加简单迅捷。上（算法中图像宏块直接复制功在MPEG-4解码器

8、SoC设计实现能包含在补偿插时，用SytemC在ARMESL工具上搭建系值函数中）。宏统的虚拟设计和分析平台，如图2。在该中，是将IDCT图3MPEG-4ASP级解码框图ESL虚拟仿真平台上，利用ESL工具提供与补偿插值部分的强大的诸如Core运行状态监视、Bus本文建立了基于AMBA总线和（读取已经写回SDARM的数据）累加后Profiling、Cache工作状态和MemoryARM926-EJCore与高延时外部SDRAM完成图像宏块的重建。Mapping等可视化插件对系统性能观测的ESLS