国产自主可控的MBSE建模与仿真平台SkyEye
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2020年6月,哈工大、哈工程被美國商務部列入實體清單,禁用MATLAB事件頻繁登上熱搜,工業(yè)軟件被稱為「卡脖子」技術。
截止到2020年12月,中國已有超過300家企業(yè)和機構被列入美國“實體名單”,被列入名單的大部分是從事安全關鍵領域的軍工企業(yè)、通信和高性能計算的公司和研究所,美國想以此來打壓中國工業(yè)和科技的發(fā)展,其中就包括Matlab等工業(yè)軟件的限制。
2020年8月,國務院隨即出臺軟件產業(yè)扶持新政,發(fā)布《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》,出臺了40項支持政策推動我國集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)發(fā)展,加速工業(yè)軟件國產替代。
工業(yè)軟件為什么如此重要?
其實工業(yè)軟件是一個很大的范疇,這里面不僅涉及到航空航天、汽車電子、機械制造、軍工等垂直領域,還涉及到工業(yè)生產制造的設計、研發(fā)、管理、測試等各個流程和環(huán)節(jié),不同環(huán)節(jié)所需要用到的工業(yè)軟件也不一樣。
在產品正式投入生產之前,我們要借助軟件可視化模擬出產品的全生命周期,通過模塊化、可視化、形式化驗證等技術實現(xiàn)產品的虛擬制造,相當于在虛擬世界里仿真出一個物理世界的產品。
這就意味著工業(yè)軟件的先進程度決定了是否能高質量高效率的完成制造。而擁有國產自主可控的工業(yè)軟件,更是加速我國工業(yè)制造核心能力的重要體現(xiàn)。迪捷軟件團隊早在2013年便開始了嵌入式設備硬件仿真的研究工作,經過多年的積累,研發(fā)出一整套基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)解決方案,其中就包括國產自主可控的MBSE建模與仿真平臺SkyEye,并積極在國內相關領域推廣應用。
SkyEye 簡介
SkyEye,中文全稱天目全數(shù)字實時仿真軟件,是基于可視化建模的硬件行為級仿真平臺,支持用戶通過拖拽的方式對硬件進行行為級別的仿真和建模。
SkyEye目前支持主流的嵌入式硬件平臺,可以運行主流的操作系統(tǒng),此外還能適配國內自主研發(fā)的操作系統(tǒng)天脈。通過利用基于LLVM的動態(tài)二進制翻譯技術,使虛擬處理器在典型的桌面計算機上運行速度可以達到2000MIPS以上。
SkyEye功能和特點
- 支持ARM、TI DSP、PowerPC、X86、SPARC,龍芯,飛騰等多種處理器體系架構。
- 實現(xiàn)CPU、總線、外設等硬件模塊的仿真。
- 通過圖形化拖拽快速搭建目標系統(tǒng)。
- 目標系統(tǒng)搭建完成后,可在界面工具欄進行運行控制。
- 可直接運行原始的二進制代碼——引導程序、BIOS、操作系統(tǒng)、BSP、應用程序。
- 提供真實的全系統(tǒng)現(xiàn)場保存和恢復,暫停,查看狀態(tài),逆向運行等功能。
- 提供硬件級故障注入。
- 提供豐富的系統(tǒng)級調試工具,包括運行狀態(tài)控制、CPU寄存器查看、設備寄存器查看、仿真內存查看等系統(tǒng)級功能調試。
- 提供GDB Server模塊,并支持多種架構處理器的GDB調試功能。
- 提供目標碼及源碼的覆蓋率統(tǒng)計,可生成統(tǒng)計報告并導出。
- 提供自動化測試功能,可以采用Python編寫自動化測試腳本,實現(xiàn)獲取仿真時間、注入故障、刪除故障、查看故障、運行控制、讀取/寫入寄存器值、日志輸出。
- 支持仿真硬件設備模型讀取激勵數(shù)據(jù)文件,達到閉環(huán)測試需求。
- 支持全局變量讀寫功能,可以對程序中的全局變量進行讀取/寫入操作。
- 支持指令流記錄功能,支持記錄程序執(zhí)行過的PC地址信息。
- 支持地址監(jiān)視功能,可以對指定地址進行讀寫監(jiān)視功能,可以在讀取/寫入指定地址時調用相應回調函數(shù)。
SkyEye性能
SkyEye采用LLVM計算進行翻譯加速,可以達到上千MIPS,慢速CPU(sparc)的仿真速度可以加速到真實硬件的20倍。
SkyEye支持的處理器模型
| ARM | ARM7系列 | S3C44BOX、S3C4510、AT91FR40162、EP73xx |
| ARM9系列 | S3C2510、EP93xx、S3C2410、AT91RM9200、OMAPL138 | |
| ARM10E系列 | PXA255、PXA263 | |
| ARM11系列 | S3C6410、S3C6430、IMX31 | |
| CORTEX-M系列 | STM32、STM32F0、LPC43xx | |
| CORTEX-R系列 | RM48L952、TMS570 | |
| CORTEX-A系列 | AM335x、IMX6Q、OMAP335 | |
| FTC662 | FT-2000A | |
| DSP | C28x | C2812、F28335 |
| C54x | C5416、C5441 | |
| C55x | C5510、C5517 | |
| C62x | C6201、C6203 | |
| C64x | C6416、C6455、C6472、C6474 | |
| C66x | C6670、C6674、C6678 | |
| C67x | C6713、C6748 | |
| POWERPC | MPC603E | MPC8245 |
| E300 | MPC8378、MPC5121 | |
| E500 | MPC8560、P1010、P2020 | |
| E600 | MPC755、MPC8641D | |
| E5500 | T1040 | |
| E6500 | T2080、T4240 | |
| SPARC | SPARC?V7 | TSC695F |
| SPARC?V8 | LEON2、LEON3、BM3803、MB86904、MB86907 | |
| X86 | ATOM | N270 |
| PENTIUM | P2、P3、P4 | |
| CORE | I3、I5、I7 | |
| 龍芯 | GS232 | 龍芯1E |
| GS464 | 龍芯3A1000 | |
| GS464E | 龍芯3A2000、龍芯3A3000 | |
| LS132R | 龍芯1J |
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總結
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