Génération de plate-forme de simulation SystemC AMS sous TTool

Contexte

Les systèmes embarqués sont construits avec un ensemble de composants matériels et logiciels. Ils sont aussi de plus en plus souvent des systèmes hétérogènes, qui nécessitent des composants analogiques/mixed signal (AMS) et radio fréquence (RF) autant que numériques. Des exemples typiques sont des véhicules autonomes (drones, robots), des systèmes contenant des capteurs et/ou des composants radio-fréquence.

SystemC AMS extensions [R1] est un standard décrivant une extension de SystemC pour des fonctionnalités analogiques, RF et AMS [R2]. Deux simulateurs de systèmes mixtes sont actuellement disponibles, qui s'appuient sur le simulateur standard SystemC [R3] et [R4].

Des premiers travaux dans le domaine dela co-simulation des composants analogiques et de SoCLib ont été réalisés par un doctorant de l'équipe SYEL. L'équipe CIAN a étudié récemment le difficultés dela modéliser et simuler des systèmes hétérogènes dans un même environnement [R5].

Le logiciel TTool, diffusé en tant que logiciel libre, permet de concevoir, à partir d'une interface graphique, des applications embarquées numériques, de les simuler et de les vérifier formellement avec une sémantique précise (UPPAAL, ProVerif).

Les prototypes sont basés sur SoCLib, bibliothèque de modèles de composants écrits en SystemC, dont le département SoC du Lip6 est le principal acteur. En collaboration avec Télécom ParisTech, la génération de code pour un prototype virtuel (multiprocesseur sur puce, système d'exploitation, logiciel embarqué) au niveau cycle bit accurate a été développé [R6] et une méthodologie de conception portant sur plusieurs niveaux de modélisation a été proposée [R7] (voir Figure).

Objectifs du stage

Nous souhaitons développer un outil capable d'intégrer des composants AMS dans le flot de conception de TTool, en bénéficiant de l'expertise en modélisation et simulation analogique qui existe dans l'équipe CIAN.

Afin d'utiliser les composants numériques préexistants dans SoCLib (bibliothèque de modèles créés au LIP6), il va falloir créer la possibilité de simuler la totalité de la plate-forme sous standard SystemC.

Travail à effectuer

Nous souhaitons à terme créer un environnement intégré, partant du travail existant sur l'environnement TTool, SoClib et SystemC AMS, nous limitant dans le cadre du stage à la modélisation analogique au niveau d'abstraction TDF (Timed Data Flow).

Le travail consiste à une traduction sémantiquement correcte des représentations SysML en modules AMS, ainsi que la génération des prototypes virtuels intégrant des composants SoCLib numériques et AMS.

Nous proposons de conduire une étude de cas qui porte sur un robot autonome. Le résultat attendu sera une modélisation hétérogène en SystemC-AMS et un prototype virtuel fonctionnant sous SystemC-AMS.

Encadrement LIP6

Le travail a un fort aspect fédérateur et permettra au stagiaire de mieux connaître plusieurs des équipes du département SOC du LIP6; il ou elle profitera de la dynamique que cette nouvelle activité a déjà crée.

Le stage de cinq ou six mois sera remunéré à 554.40 Euros/mois et localisé au département SoC du LIP6. Il se déroulera dans le cadre de la deuxième année du projet Lip6 "Extension SystemC-AMS pour TTool" et sera encadré par Daniela Genius avec un soutien de Marie-Minerve Louërat, Haralampos Stratigopoulos, Julien Denoulet et François Pêcheux (Contact : Daniela Genius)

Bibliographie