15、多处理器片上系统：从功耗建模到混合原型设计的全面解析

多处理器片上系统：从功耗建模到混合原型设计的全面解析

在当今的电子系统设计领域，多处理器片上系统（Multi - Processor System - on - Chip）的开发面临着诸多挑战，如功耗管理、可靠性评估、高效原型设计等。本文将深入探讨相关技术，包括功耗建模、可靠性评估、VPSim 虚拟原型平台的特性以及混合原型设计方法。

1. 额外功能系统属性评估

1.1 功耗建模

在片上系统（SoC）的早期设计阶段考虑功耗至关重要，因为网络物理系统（CPS）市场对功耗预算有严格要求。这需要我们在架构、软件和电源管理策略的演变过程中评估其功耗行为。为了在原型设计期间获得准确的功耗评估，同时不影响功能原型设计的性能，需要寻求一种高效的功耗建模方法。

SESAM 可以通过基于学习的方法自动生成功耗模型。该方法基于硬件性能监视器（HPM），HPM 可以监测指令执行过程中的不同事件，如周期数、退休指令数、缓存未命中等，这些事件包含了大量关于功耗的信息。功耗模型生成流程以硬件性能监视器的活动和动态功耗参考为输入，动态功耗参考可以通过如 Primetime PX 等功耗分析工具获得，然后进行线性回归生成功耗模型。

1.2 可靠性

集成电路的老化是一个重要的可靠性问题，在安全关键系统的设计中，必须估计其影响。故障注入是评估故障对系统影响的有效方法。

SESAM 集成了一个故障注入框架，用于评估集成电路路径上氧化物击穿的影响。该框架的故障注入方法包括三个步骤：
- 故障注入活动定义 ：基于一个准确描述氧化物击穿行为的模型，先在门级研究氧化物击穿以提高准确性，然后转换到寄存器传输级