Mempercepat Pengembangan SoC Co-Designed dengan Simulator Renode
Artikel ini mendemonstrasikan bagaimana simulator fungsional sumber terbuka seperti Renode Antmicro menjadi tak tergantikan dalam pengembangan co-desain perangkat keras-perangkat lunak.
Sistem tertanam berkembang dengan cepat, dan SoC generasi mendatang semakin kompleks. Menurut Semico Research, kompleksitas ini mendorong siklus desain yang lebih lama dan biaya yang lebih tinggi. Untuk memenuhi permintaan pelanggan akan fitur baru, keamanan yang lebih kuat, dan performa yang lebih baik, produsen harus mengadopsi “co-desain whole-stack”—mengembangkan perangkat keras, firmware, sistem operasi, dan toolchain secara bersamaan. Namun, tanpa alat simulasi yang kuat, co-desain dapat terhenti, memperpanjang timeline dan meningkatkan anggaran.
Simulator fungsional sumber terbuka seperti Renode dapat menembus kesenjangan ini. Mereka memungkinkan tim perangkat keras dan perangkat lunak untuk membuat prototipe, menguji, dan mengulang secara paralel, secara dramatis memendekkan siklus desain. Di bawah ini kami menjelajahi studi kasus dunia nyata dengan Dover Microsystems dan menggambarkan bagaimana Renode memberikan manfaat konkret.
Di Mana Simulator Perangkat Lunak Dapat Gagal
Teknologi CoreGuard® Dover Microsystems menunjukkan kebutuhan akan simulator multi-arkitektur yang fleksibel. CoreGuard adalah solusi keamanan siber hibrid yang melindungi prosesor sistem tertanam dari serangan berbasis jaringan. Desainnya bergantung pada prosesor pengawas yang memantau setiap instruksi yang dieksekusi oleh CPU host, memastikan kepatuhan terhadap seperangkat aturan keamanan, keselamatan, dan privasi yang disebut micropolicies. Karena pengawas harus mengikuti prosesor host, CoreGuard memerlukan integrasi yang erat antara perangkat keras dan perangkat lunak, performa tinggi, daya rendah, dan overhead memori minimal.
Tim perangkat keras Dover menggunakan toolchain SystemVerilog standar untuk membuat prototipe CoreGuard pada SoC RISC-V. Sementara itu, tim perangkat lunak perlu memulai pengembangan sebelum ada silikon yang ada. Awalnya, mereka bergantung pada Spike, simulator ISA RISC-V yang tersedia di GitHub. Spike memiliki dua keterbatasan utama:
- Ia tidak memiliki model periferal yang realistis, memaksa tim untuk menambahkan UART, penyimpanan, dan perangkat lain secara manual.
- Spike hanya untuk RISC-V, sementara pelanggan awal Dover menargetkan platform RISC-V dan ARM.
Tantangan ini menyoroti kebutuhan akan simulator multi-arkitektur yang fleksibel yang dapat memodelkan periferal tanpa kode kustom yang luas.
Bagaimana Renode Mengatasi Kebutuhan Co-Desain Utama
Antmicro, pemimpin dalam teknologi dan layanan sumber terbuka, mengembangkan Renode untuk memenuhi persyaratan ini tepat. Renode adalah kerangka simulasi hierarkis dan modular yang menjalankan firmware yang tidak dimodifikasi di seluruh sistem kompleks—termasuk konfigurasi multi-node, heterogen, tingkat MCU, dan mampu Linux. Desain intinya memperlakukan inti dan periferal sebagai blok konstruksi yang dapat ditukar yang dapat terhubung melalui antarmuka standar, mencerminkan konstruksi SoC nyata.
Gambar 1. Contoh SoC RISC-V yang disimulasikan.
Setiap komponen—CPU, bus, atau periferal—mengekspos properti dan API yang memungkinkan konstruksi sistem yang cepat melalui file konfigurasi dan skrip. Pendekatan ini menjaga basis kode Renode tetap ringan dan menurunkan kurva pembelajaran. Dukungan komersial Antmicro lebih mempercepat adopsi dan integrasi.
Menggunakan Renode, insinyur Dover dapat:
- Beralih dengan mulus antara lingkungan integrasi ARM dan RISC-V.
- Membuat prototipe SoC dengan berbagai tingkat fidelitas, dari model referensi hingga desain khusus pelanggan.
- Menerjemahkan spesifikasi perangkat keras menjadi model firmware, memungkinkan pengujian perangkat lunak sementara perangkat keras masih dalam pengembangan.
Bagaimana Renode Secara Signifikan Mengurangi Siklus Desain Dover
Sifat hibrid CoreGuard memerlukan pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak secara paralel. Renode memungkinkan alur kerja yang erat yang diilustrasikan dalam Gambar 2.
Gambar 2. Proses pengembangan perangkat keras-perangkat lunak terintegrasi Dover.
Saat tim perangkat keras memulai implementasi SystemVerilog, tim perangkat lunak memodelkan blok baru dalam C#, bahasa asli Renode. Firmware kemudian dapat ditulis dan dieksekusi terhadap model-model ini, dengan hasil divalidasi pada emulator FPGA setelah silikon siap.
Pendekatan dual-fidelitas Renode menawarkan keuntungan yang berbeda:
- Simulasi fidelitas rendah—mengabstraksi hardware CoreGuard—memfasilitasi debug micropolicy yang cepat, pembuatan demo, dan distribusi SDK pelanggan.
- Simulasi fidelitas tinggi—model hardware yang akurat—memungkinkan pengembangan proses boot, debug periferal, eksplorasi memori-map, dan bahkan pengujian firmware HDMI sebelum ketersediaan silikon.
Di luar manfaat operasional ini, Renode memberdayakan Dover untuk mengeksplorasi trade-off perangkat keras/perangkat lunak—seperti kecocokan tingkat instruksi, penggunaan memori metadata, dan konsumsi daya—tanpa penundaan yang inherent dalam pendekatan “pertama perangkat keras lalu perangkat lunak”. Fleksibilitas ini secara langsung berkontribusi pada siklus desain yang lebih pendek dan biaya pengembangan yang lebih rendah.
Untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana Renode dapat menyederhanakan proyek co-desain Anda, kunjungi renode.io. Untuk demonstrasi langsung kemampuan perlindungan CoreGuard, minta demo hari ini.
Artikel ini ditulis bersama oleh Michael Gielda, VP Business Development dan co-founder Antmicro.
Industry Articles adalah bentuk konten yang memungkinkan mitra industri untuk berbagi berita, pesan, dan teknologi yang berguna dengan pembaca All About Circuits dengan cara yang tidak sesuai untuk konten editorial. Semua Industry Articles tunduk pada pedoman editorial yang ketat dengan niat untuk memberikan pembaca berita yang berguna, keahlian teknis, atau cerita. Pandangan dan pendapat yang diekspresikan dalam Industry Articles adalah dari mitra dan tidak harus dari All About Circuits atau penulisnya.
