A framework for refinement of mixed signal systems

Abstract

Im Automotive Bereich zeichnen sich eingebettete Systeme dadurch aus, dass sie sowohl digitale Hardware und Software als auch analoge Teile enthalten. Zur Entwicklung solcher Systeme werden digitale Hardware und Software mit Werkzeugen und Methoden des HW/SW Co-Designs entworfen. Analoge Teile werden getrennt entworfen und das System erst spät als gesamtes verifiziert.<br />Dies führt dazu, daß Fehler spät entdeckt werden und daduch hohe Kosten entstehen. Die Verkürzung von Entwicklungszyklen und die Forderung nach einem möglichst frühen Markteintritt verstärken die Notwendigkeit, die für den Entwurf nötigen Arbeitsschritte effizienter durchzuführen. Ein Mittel zur Erreichung dieses Ziels ist, den Entwurfsprozess auf höhere Abstraktionsebenen zu verlagern und die Verfeinerung zu niedrigeren Abstraktionsebenen hin möglichst gut zu unterstützen. Der Großteil des Aufwands zum Entwurf besteht aus Modellierung und Simulation. Dabei werden digitale und analoge Teile getrennt durch unterschiedliche Werkzeuge und Methoden modelliert.<br />In dieser Arbeit wird eine Methode zur effizienten Modellierung analog/digitaler Systeme im Rahmen eines Verfeinerungsprozesses beschrieben.<br />Dabei kommt der Kopplung von Simulatoren eine besondere Bedeutung zu.<br />Durch die Einführung einer "Signal Pool" genannten Methode wird der Aufwand zur Simulatorkopplung deutlich reduziert. Dies vereinfacht eine frühzeitige gemeinsame Simulation analoger und digitaler Systeme. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Erkennung von Fehlern, was zur Reduktion von Kosten führt.<br />

Embedded systems used in the automotive sector contain digital hardware and software as well as analogue parts. Digital hardware and software are developed using HW/SW co-design tools and methods. Analogue parts are developed separately. The verification of the entire system done at a later stage. As a result, errors are detected with a certain delay, higher costs are the consequence.<br />Shorter developing times and a fast market entry require more efficient steps in the design process. This can be achieved by shifting the design process to a higher level of abstraction and supporting refinement towards a lower level of abstraction in the best possible way. In terms of workload, simulation and modelling are the most intensive steps. Digital and analogue parts are modelled separately through different tools and methods.<br />This work describes a method which makes refinement which is part of mixed-signal systems modelling more efficient. Coupling of simulators is a central part of this modelling process.<br />Through the introduction of a method called "Signal Pool" the effort which is required for coupling simulators is reduced considerably. This simplifies an early combined simulation of analogue and digital systems which allows to detect errors in time and thus reduce costs.