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가상 프로토타이핑 란 무엇인가요?

Synopsys 편집부

2021년 7월 26일 / 읽는 데 2분

정의

임베디드 소프트웨어 개발을 위한 기존의 도구와 방법론만으로는 오늘날의 복잡한 임베디드 시스템, 특히 멀티코어 칩과 SoC, 그리고 이에 수반되는 촉박한 개발 일정을 감당하기에는 역부족입니다.

가상 프로토타입은 호스트 시스템에서 실행되는 실행 가능한 소프트웨어 모델입니다. 이는 CPU 명령어 세트, 메모리 맵, 레지스터, 인터럽트 등을 포함한 하드웨어를 소프트웨어 개발에 적합하도록 조정할 수 있는 충분한 수준에서 에뮬레이트합니다. 소프트웨어 관점에서 볼 때, 가상 프로토타입은 에뮬레이션되는 하드웨어와 바이너리 호환성을 갖추고 있어, 사용자는 저수준 장치 및 펌웨어부터 운영 체제, 미들웨어, 그리고 마지막으로 개발 중인 애플리케이션에 이르기까지 모든 것을 포함하는 전체 소프트웨어 스택의 수정되지 않은 바이너리 이미지를 실행할 수 있습니다. 이는 소프트웨어 개발을 위한 대상 시스템의 완전한 기능적 표현입니다.

가상 프로토타이핑 는 어떻게 작동하나요?

가상 프로토타입은 소프트웨어 개발자에게는 관련이 없는 하드웨어 세부 사항을 추상화합니다. 명령어 세트 시뮬레이터를 사용하여, 가상 프로토타입은 표준 PC에서 임베디드 대상 코드를 실행합니다. 시스템 주변 장치는 수정되지 않은 소프트웨어 이미지를 실행하는 데 필요한 최소한의 세부 수준으로 트랜잭션 수준에서 모델링됩니다. 예를 들어, 레지스터 동작은 정확하게 재현되지만 타이밍은 그렇지 않습니다.

시뮬레이션 속도가 매우 빨라, AUTOSAR 또는 Android OS 상에서 실행되는 애플리케이션과 같은 대규모 소프트웨어 스택을 대화형으로 실행할 수 있습니다. 가상 프로토타입은 가상 및 실제 I/O를 사용하여 USB, PCIe, 이더넷, 직렬 장치와 같은 실제 인터페이스에 연결합니다.

의 장점과 이점 가상 프로토타이핑

조기 활용 가능성, 바이너리 호환성, 그리고 뛰어난 성능 덕분에 가상 프로토타입을 활용하면 실제 물리적 하드웨어가 준비되기 훨씬 전, 심지어 많은 경우 칩 설계가 완료되기 전에도 시스템 소프트웨어를 개발, 디버깅, 통합 및 검증할 수 있습니다.

  • 조기 소프트웨어 개발. 가상 프로토타입을 활용하면 조기 소프트웨어 개발이 가능해지며, 이는 현재 ‘시프트 레프트(shift left)’ 접근법으로 알려진 방식에 따라 신제품 개발 및 테스트에 소요되는 총 시간을 단축시켜 줍니다.
  • 하드웨어/소프트웨어 통합. 소프트웨어 관점에서 볼 때, 가상 프로토타입을 활용하면 기존에는 FPGA 프로토타입에 의존해 왔던 하드웨어/소프트웨어 통합을 더 이른 시점에서 시작할 수 있게 해줍니다.
  • 글로벌 개발. 물리적 하드웨어가 필요하지 않으므로, 가상 프로토타입을 전 세계 팀 간에 공유하고 접근할 수 있어 소프트웨어 팀의 개발 효율성과 처리량을 높일 수 있습니다.
  • 디버깅 용이성. 시스템 소프트웨어와 하드웨어를 상호 연관지어 독보적으로 파악할 수 있는 가시성, 가시성 확보 및 오류 주입을 위한 하드웨어 내부 구조에 대한 접근성, 그리고 CI 및 TDD와 같은 소프트웨어 설계 패러다임과의 호환성이 디버깅을 용이하게 합니다.
  • 호환성. 컴파일러, 디버거, 시뮬레이터 등 기존에 사용 중인 소프트웨어 도구들과 함께 사용할 수 있습니다.

가상 프로토타이핑 는 언제 사용해야 할까요?

가상 프로토타입은 개발 주기 중 가능한 한 빨리 도입하는 것이 가장 좋으며, 예를 들어 다음과 같은 시기에 도입할 수 있습니다:

  • 디버깅 및 테스트
  • 타당성 검증 및 확인 
  • 회귀 분석 설정
  • 성능 향상을 위한 하드웨어 시제품 제작
개발 단계~의 이점 가상 프로토타이핑
초기 소프트웨어 개발하드웨어가 준비되기 전에 조기에 코딩 및 테스트를 수행할 수 있게 해줍니다
하드웨어/소프트웨어 통합FPGA 가 출시되기 전에 통합 테스트를 원활하게 진행할 수 있도록 지원합니다
디버깅 및 테스트고급 디버깅 도구 및 가시성
회귀 분석 설정손쉽게 자동화할 수 있고 재현성이 뛰어난 테스트 환경
하드웨어 시제품 제작더 빠른 반복 작업을 위해 보완하거나 대체합니다

가상 프로토타이핑 그리고 Synopsys

Synopsys 가상 프로토타이핑 의 모든 솔루션을 제공하며, 여기에는 초기 아키텍처 분석을 위한 Platform Architect™, 업계 최대 규모의 트랜잭션 레벨 모델(TLM) 포트폴리오를 바탕으로 소프트웨어 개발용 가상 프로토타입을 생성하는 Virtualizer™, 다양한 자동차 플랫폼에 즉시 사용 가능한Virtualizer 개발 키트(VDK) 는 물론, 프로젝트 성공을 보장하기 위한 턴키 및 램프업 서비스가 포함됩니다.

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