Klassenbibliotheken (Profile) CIL Befehlssatz. Leon2 CPU. Leon2 Architektur. Leon2 Software. OpenRisc 1200 CPU

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1 Inhalt Motivation / Zilstzung Altnativ Entwicklungsumgbungn fü SoC- Systm Spachunabhängig Zwischnbn Pozsson fü FPGAs CLI Implmntiungn Eugn Bnn Egbniss 2 Motivation zu nun Mthon Ggünt 1987 als Institut Fakultät fü Elktotchnik un Infomationstchnik Vostan: O.Univ.-Pof. DI D. Rinhol Wiß Psonal 1 Pofsso, 5 WB, 3 NWB (1 Sk., 2 Tchnik) Pojktmitabit, 5-10 SA Lh: Tlmatik, Elkto- un Infomationstchnik, 3-4 Disstationn/Jah, Diplomabitn/Jah Dittmittl: k / Jah Foschungsschwpunkt: Paalll Systm un Multi-DSP, Echtzit- un Eingbttt Systm, HW/SW Cosign, Mobil an Waabl Computing, Pow- Awanss Koopationspatn (u.a.) Philips, Infinon, AMS, Fquntis, Salomon, TI, Simns, Wunsch: in Entwicklungsumgbung zu Entwicklung von CPUs gsamt Bich von Hochspach(n) bis zu CPU abckt Eingiff in alln Ebnn notwnig Tools im Souc notwnig Kommzill Entwicklungsumgbungn sin mist kostnpflichtig Expimntalplattfom fü Engivbauch, Cosichhit Nuntwicklung zu aufwänig Vitull Maschinn Plattfom- un Spachunabhängigkit Sichhit, vifiziba Co Spichvwaltung Poblm Gschwinigkit, Intpt? Listungsaufnahm JIT-Compil / Spichbaf 3 4 Stuktu hutig Laufzitumgbungn.NET un Java: Vglich Laufzitumgbungn Souc Co Compilation Languag Compil Intmiat Languag.NET Famwok J Font-En Spach wi in i Common Intmiat Languag (CIL) übstzt (= vitull Stack-Achitktu) Common Languag Infastuctu (CLI) stht fü all Spachn zu Vfügung JIT Compilation stht zu Vfügung Es gibt kinn Intpt in CLR Nativ Co Nativ Co Excution JIT Compil Intpt Intptation Java Nu in Qullcospach möglich (Java) Intmiat Languag: bytco (VM, Stackach.), uspünglich ntspchn Zilhawa intptit Hut ist i Java VMs mit JIT-Kompilation bnfalls in Vwnung Ruzit Umgbung: JavaCa 5 6 1

2 Common Languag Infastuctu (CLI) Basis von Micosoft.NET ECMA Stana Common Typ Systm (CTS) Objct Vwaltt Ausfühung (manag co) mit umfangichn Chcks Common Intmiat Languag (CIL, Stana) Mtaatn nthaltn zusätzlich Infomation mit viln Sichhitsfunktionn Assmbl, C, C++, im unmanag co möglich Class Intfac Aay Sting Dlgat Oths Byt Cha ValuTyp Int16 UInt16 Int32 UInt32 Int64 UInt64 Dcimal Stuctu Boolan Oths Singl Doubl Enum Rfnc Typs Valu Typs 7 8 Spachn in.net Chaaktistik von C# All.NET Spachn basin auf CLR All Spachn habn as u.a. Common Typ Systm (CTS) gminsam Visual Stuio.NET untstützt: C# Visual Basic.NET C++ JScipt Mh als 25 an Spachn sin vfügba (z.b. C, Moula-2, Obon, Eiffl, Fotan, Cobol, SML, ) Untstützt GUI-svics, wb-scipting, ata-accss, tansaction svics Von C/C++ abglitt Syntax (sh ähnlich Java) Objkt-ointit Einfach Klassnvbung, mhfach Intfac-Vbung, Mthon Ovloaing Built-in Sting-Typ Attibut Poptis Dict mmoy accss Im unsaf bzw. unmanag co Excption hanling 9 10 Vo- un Nachtil von C# Pogammausfühung in CLR Vil Anfoungn Echtzitpogammiung sin füllt: Stong typing, basin auf m Common Typ Systm (CTS) Ausschlißlich kompilit Co (JIT bzw. p-compil) Excption Hanling finit Nachtil Läuft (lif) nu auf Winows-Plattfomn Goß Btibssystm-Ovha (bss in WinCE) Einig Konstuktionn bauchn unbstimmt Ausfühungszit (vtl. sin Einschänkungn bi ynamischn Spichvwaltung notwnig) Bish nicht (wnig) in ha-al-tim Applikationn gtstt

3 Klassnbibliothkn (Pofil) CIL Bfhlssatz E x t n A a y E x t n N u m i c s XML Ntwok Runtim Infastuctu Libay Bas Class Libay Knl Pofil Compact Pofil Rflction Stack-Achitktu Ein Ausfühungsstack Lokal Vaiabln un Agumnt ikt assiba Byt Instuktionn zusätzlich 22 2-Byt Instuktionn 3 Instuktionspäfix Instuktion nthält kin Typ-Infomation Intpt? 6 Datn-Typn am Stack Int32 Int64 Nativ int F O & Lon2 CPU Lon2 Achitktu Opn Souc Softco CPU VHDL Implmntiung RTL, voll synthtisiba, inkl. Tstbnch Entwicklt von Jii Gaisl (ESA) Intg Unit 32 Bit, Spac V8 kompatibl, inkl. Mul/Div Opationn (konfiguiba) 5-stufig Piplin 8 Global Rgist, 2 32 Rgistfnst mit j 16 Rgistn 16 Bit MAC Einhit AMBA On-Chip Bus Cach Hava Achitktu, 1 64 KByts Dbuginhit, Mmoy Contoll, Copozsso Intfac, MMU, Lon2 Softwa OpnRisc 1200 CPU GNU Toolchain C/C++ Compil Dbugg Simulato 4MB Ram, 2 MB Rom, j 4 kb Cach Nicht kostnlos Kin Souc nicht witba Btibssystm RTEMS Cos uclinux Linux Opn Souc Softco CPU Vilog Implmntiung RTL, voll synthtisiba, inkl. Tstbnch Entwicklt von Opncos.og Intg Unit 32 Bit RISC, 5-stufig Piplin 32 Rgist 32 Bit MAC Einhit Wishbon On-Chip Bus Cach Hava Achitktu, 0 64 KByts 17 MMU Dbuginhit Mmoy Contoll 18 3

4 OpnRisc 1200 Achitktu OpnRisc 1200 Softwa GNU Toolchain C/C++ Compil Dbugg Simulato GPL, voll konfiguiba Souc vohann, witba Simulit auch an Cos (EthntMAC, ) Btibssystm uclinux Cos Linux RTEMS Xss XSV800 Pototyping Boa CLI Implmntiungn (1/2) Xilinx Vtx XCV800 FPGA 800K Gats Oszillato bis zu 100MHz Micosoft.NET Kommzill Runtim (CLR) Nu unt Winows Spich: 16 MBit (2 MByt) SRAM 16 MBit (2 MByt) Flash Divs Anschlüss: USB Pot, Ethnt PHY VGA RAMDAC Sill un paalll Pot Micosoft Compact Famwok Nu Cobasis Runtim ca. 400K, Klassnbibliothk ca. 200K Vinfacht Gabag Collcto, Bfhl Sha Souc CLI (SSCLI - Roto) Opn Souc Implmntiung von MS Winows, FBSD, Mac OS X Gsamt ECMA-Stana implmntit + Tools Umfangich Souc, hauptsächlich C/C CLI Implmntiungn (2/2) Mono Mono OpnSouc Pojkt Ximian (Novll) Möglichst vollstänig Kopi von.net Potabl.NET Abhängigkitn glib (GTK+ Pojct) ptha, wcha (gttxt, iconv) Btibsystm: uclinux Läuft thotisch auf bin Pozsson Hoh Anfoung an Systmssoucn OpnSouc Pojkt von otgnu.og Hauptaugnmk auf Potabilität un Konfiguibakit Untstützt mh CLI-Pofil Intpt (Zwischnspach CVM) Poblm C-Bibliothkn Spichbaf (pofil, untim) JIT

5 Potabl.NET Pogammntwicklung un -xcution Votil Kin xtnn Abhängigkitn Untstützt untschilich CLI-Pofil Btibsystm: Cos Von bin Pozsson untstützt Dutlich wnig Spichbaf als uclinux Eign C-Bibliothk Expimntll Egbniss Zusammnfassung Synths Opnisc 1200 max. 20 MHz FPGA Rssoucn: 39% bis 93% Synths Lon2 max. 30 MHz FPGA Rssoucn: ca. 60% CPU mit kompltt Toolchain (Compil, Link, Assmbl, Dbugg) im Souc vfügba un instzba Zuminst 2 vschin CPUs un mh stanaisit Laufzitumgbungn vfügba z.t. hblich Aufwan fü Anpassung, Systm mit hoh Hawaunabhängigkit sin utlich infach un licht am aktulln Stan zu haltn (Vsionn ) Softwa Klassnbibliothk: KByt Intpt: KByts Gut Anpassbakit an tatsächlich vohann Hawa Systm auch auf an Tchnologi synthtisiba Ials Tstbtt fü Toolntwicklung, Untsuchung von Pozssoignschaftn, CPU-Ewitungn, Spziallösungn Entwicklung Softwa in Hochspach(n) möglich Systm mit Co-Gnaton instzba (UML, ) Ausblick Tstbtt fü Expimnt Bich Scuity, Pow-Awans, Fault-Tolanc, High- Pfomanc Tool-Chain aaptiba Softwabibliothkn notwnig Dank Offn Fagn Änungn CIL um ikt Ausfühung zu möglichn Copozssointfac in Softwa abbiln Simulato-Ewitungn fü nu Bfhl Stackachitktu / Datntypn CPU um Datntypn witn (Mtaatn intptin bzw. CIL witn) z.b. Rang-chcking als CPU-Ewitung Vinfachts Einbinn nu Bfhl in n Compil fü Ih Aufmksamkit