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Application-specific benchmark derived from java card appletsfor simulation-based architecture exploration of smart cardswith focus on non-volatile memory virtual prototyping

  • Aufgrund komplexer System-on-Chip Designs und immer kürzeren Entwicklungszeiten ist virtuelles Prototyping in der Halbleiterindustrie zunehmend wichtiger. Daher wird simulationsbasierte Architecture Exploration in einem frühen Entwicklungsstadium zum Entwurf von Hardwareplattformen eingesetzt um die optimale Systemkonfiguration zu ermitteln. Die Systemstimulierung orientiert sich an realen Anwendungen. Aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums ist die Anpassung des Betriebssystems und des Hardware Abstraction Layer (HAL) zur Generierung der Stimuli jedoch sehr aufwendig. Daher wird bei der Architecture Exploration von Smart Cards meist auf generisches Benchmarking zurückgegriffen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Erstellung eines applikationsspezifischen Benchmarks als Grundlage zur repräsentativeren Architecture Exploration. Dieses reflektiert die Hardwarezugriffe entsprechend der, auf einer Smart Card laufenden, realen Applikation. Zur Erstellung dieses Benchmarks werden die von verschiedenen Programmen, den Java-Card-Applets, ausgehenden Hardwarezugriffe analysiert. Innerhalb des Betriebssystems müsste bei jeder Systemänderung der HAL erneut angepasst werden. Stattdessen soll das applikationsspezifische Benchmark daher als Testumgebung zur Performance-Analyse dienen, bevor das Betriebssystem zur Verfügung steht. Anhand der verwendeten Applets sowie des Smart-Card-Betriebssystems mit angepasstem HAL ist diese Vorgehensweise zu verifizieren. Mittels der beispielhaften Konzeptrealisierung eines Nichtflüchtigen Speichermodells sowie der damit notwendigen Änderungen soll der zusätzliche Vorteil dieses applikationsorientierten Benchmarkings erwiesen werden. Die Simulationsergebnisse werden zur Wahl der optimierten Architektur passend zur Applikation herangezogen.
  • With the ever growing complexity of System-on-Chip designs and the shrinking development cycles, virtual prototyping is becoming increasingly important for the semiconductor industry. Thus, simulation-based architecture exploration is being applied to design hardware platforms in the early development stage to determine the optimal system configuration. The system configuration is specifically designed for real applications. Because of the early development stage, however, the adaption of the operating system and the hardware abstraction layer (HAL) to generate stimuli is still very expensive. For this reason, generic benchmarking is commonly used for the architecture exploration of smart cards. The goal of this diploma thesis is to establish an application-specific benchmark as the basis for a representative architecture exploration. This should reflect the different types of hardware access corresponding to the real applications executed on smart cards. To create the benchmark, the so-called Java Card applets will be analysed. Whenever system modification occurs, the HAL inside the operating system must be accordingly adapted. Therefore, the application-specific benchmark should instead be applied for performance analysis before the operating system is available. Based on the applets used, and the smart card operating system with the adapted HAL, this method will be verified. Through the exemplary concept realization of a non-volatile memory model and the resulting necessary changes, the additional benefits of this application-oriented benchmarking will be demonstrated. The results of the simulations serve as reference for the selection of the optimized architecture best suited for the application.

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Metadaten
Author:René Romanus
Advisor:Matthias Menge, Christoph Trummer
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:NXP Semiconductors Austria GmbH
Mikron-Weg 1, 8101 Gratkorn
Date of Publication (online):2012/02/28
Year of first Publication:2012
Date of final exam:2012/02/09
Tag:Architecture Exploration; Transaction Level Modelling
GND Keyword:SystemC; Benchmark; Simulation; Simulationssprache; Mehrebenensimulation; Logiksimulation; Computersimulation; Java Card; Chipkarte; Explorat
Page Number:84 Seiten, 32 Abb., 9 Tab., 41 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Elektrotechnik
Release Date:2012/02/28