Application-driven Development of Flexible Packet-oriented Communication Interfaces

Application- driven Development ofFlexible Packet -oriented Communication InterfacesToday's heterogeneous SoC platforms deploy concurrent processing coresin increasing numbers. But their diverse 10 interfaces remain dedicatednon-programmable hardware modules, which are integrated separately andrelatively late during the design process.Aimed at fully prograrnmable and homogeneous platforms in network andmultimedia domains, this dissertation explores the feasibility ofprogrammable approaches for packet-oriented 10 interfaces in threesteps: I) Modeling and analysis of 10 interfaces with respect to acommon structure and elementary functions, 11) Design of a Y-chart basedmethodology and a set o f domain-specific tools for the application-driven development (SystemClick: performance modeling) and later deployment (CRACC , embedded code generation) of flexible 10interfaces, and 1 11) the quant itative exploration of the programmableinterface design space based on a strictly modular platform (NOVA).Case studies of pcr Express , Hypertransport, RapidIO , Ethernet, andWireless LAN demonstrate feasibility and current limitations of acommon protocol-agnostic and truly programmable implementation.Heutige SoCs sind heterogene Plattformen , die mehr und mehrprogrammierbare Prozessorelemente enthalten. Jedoch werden ihrevie lfältigen ro Funktionen weiterhin in protokoll -spezifischenHardwaremodulen realisiert, welche nicht programmierbar sind und welchewährend des Systementwurfs e rst relativ spät Berücksichtigung finden.Um flexiblere und homogener e Plattformen für den Einsatz im NetzwerkundMultimediabereich zu ermöglichen, untersucht diese Arbeit dieRealisierbarkeit von programmierbaren 10 Schnittstellen für Paket orientierteKommunikationsprotokolle in drei Schritten: 1 ) Analyse vonSchnittstellen h i nsichtlich einer gemeinsamen Struktur und gemeinsamerGrundfunktionen, 2) Entwick l ung einer domain-spezi fischen Methodik undentsprechender Werkzeuge für den systematischen Entwurf (SystemClick:PerformanzmodelIierung) und den späteren effizienten Einsatz (Cracc :Codegenerierung), und 3) Quantitative Exploration des Entwurfsraums für10 Schnittstellen unter Nutzung der Komponenten einer durchgängigmodularen Hard- und Software Plattform (NOVA) .Anhand von PC1 Express, Hypertransport, RapidIO, Ethernet und WirelessLAN werden Machbarkeit und gegenwärtige Grenzen einerprotokollunabhängigen programmierbaren Lösung aufgezeigt.