Virtual Target ist ein funktionales, binär- und registerkompatibles Äquivalent eines FPGA-SoC-Boards. Dadurch lässt sich auf Virtual Target entwickelte Software mit minimalem Aufwand auf das eigentliche Board portieren. Virtual Target ist mit Linux und VxWorks kompatibel und unterstützt führende Entwicklungswerkzeuge des ARM-Ökosystems. So können Embedded-Softwareentwickler ihre Anwendungen mit vertrauten Werkzeugen entwickeln. Dies maximiert die Wiederverwendung von bestehendem Code und steigert die Produktivität durch beispiellose Kontrolle und Transparenz des Zielsystems – zwei entscheidende Aspekte für die Entwicklung komplexer Mehrkernsysteme.
„Die Entwicklung von Anwendungssoftware für Embedded-Projekte beansprucht in der Regel den größten Teil der Entwicklungszeit und -ressourcen“, so Vince Hu, Vice President Product and Corporate Marketing bei Altera Corporation. „Mit unserem Virtual Target für FPGA SoC ermöglichen wir Ingenieuren eine optimierte Softwareentwicklung, um ihre Produktivität zu maximieren und Produkte schneller auf den Markt zu bringen.“ Das Virtual Target für FPGA SoC wird als vorinstalliertes, sofort einsatzbereites, PC-basiertes Simulationsmodell mit Binär- und Registerkompatibilität bereitgestellt. Es beinhaltet denselben Dual-Core ARM® Cortex™-A9 MPCore™ Prozessor und dieselben Systemperipheriegeräte wie die Cyclone® V und Arria® V FPGA SoCs von Altera sowie Komponenten auf Boardebene wie DDR-SDRAM, Flash-Speicher und virtuelle I/O-Schnittstellen.
Um die Entwicklung von Anwendungssoftware für das erweiterte Prozessorsystem und die kundenspezifische FPGA-basierte IP zu ermöglichen, bietet Altera eine optionale FPGA-Erweiterung für Virtual Target an. Diese Erweiterung nutzt ein Altera FPGA-Entwicklungsboard, das über eine PCIe®-Schnittstelle mit dem PC-basierten Virtual Target verbunden ist. Virtual Target und die FPGA-Erweiterung erlauben es Anwendern, dem Prozessorsubsystem benutzerdefinierte Peripheriegeräte und Hardwarebeschleuniger hinzuzufügen, Gerätetreiber dafür zu erstellen und diese vor der endgültigen Hardwareverfügbarkeit in die Anwendungssoftware zu integrieren. Dadurch lässt sich gerätespezifische Firmware und Anwendungssoftware mit minimalem Aufwand auf die eigentliche Hardware übertragen.
„Viele Halbleiter- und Systemunternehmen haben virtuelle Prototypen erfolgreich eingesetzt, um die Softwareentwicklung vor und nach der Verfügbarkeit von Siliziumchips zu beschleunigen“, sagte John Koeter, Vice President IP und Systemmarketing bei Synopsys, Inc. „Unsere Zusammenarbeit mit Altera macht diese etablierte Prototyping-Technologie nun kommerziell verfügbar und ermöglicht den sofortigen Einsatz als virtuelle Zielplattform. System- und Softwareentwickler erhalten so eine einzigartige Debugging-Umgebung, die sich problemlos auf die globale Kundenbasis von Altera skalieren lässt.“ Virtual Target bietet standardmäßig Unterstützung für Linux und VxWorks. Entwickler eingebetteter Software können Linux direkt auf Virtual Target ausführen, indem sie ein vorinstalliertes Linux-Kernel-Image mit Gerätetreibern verwenden, die für die Hauptkomponenten des FPGA-SoC-Entwicklungsboards geeignet sind.
Altera bietet außerdem kostenlose Downloads einer vorkompilierten GNU-Toolchain und des Linux-Quellcodes an. Ein Board-Support-Paket mit VxWorks für das Virtual Target wird im Laufe dieses Quartals verfügbar sein; weitere Pakete für andere Embedded-Betriebssysteme folgen. Das Virtual Target bietet Unterstützung für Ökosystem-Tools und zusätzliche Debugging-Funktionen, die für eine Simulationsumgebung einzigartig sind. Die Tool-Unterstützung für das Virtual Target umfasst GNU-Tools, ARM RVDS™, ARM Development Studio 5 (DS-5™), den Lauterbach TRACE32®-Debugger und Wind River Workbench. Als Simulationsmodell bietet das Virtual Target eine bessere Transparenz des zu debuggenden Systems, ermöglicht Benutzern eine präzisere Steuerung der Ausführung auf dem Zielsystem (insbesondere auf Mehrkernsystemen) und führt zahlreiche Debugging-Aufgaben durch, die in Hardware komplex oder unmöglich sind. „Es besteht eine wachsende Nachfrage nach virtuellen Plattformen zur Beschleunigung der Softwareentwicklung, insbesondere für komplexe Designs auf Basis des ARM Cortex-A9 MPCore-Prozessors“, sagte Mark Onions, Marketingleiter für Systemdesign bei ARM.
„Die virtuellen FPGA-SoCs von Altera ermöglichen es Entwicklern zusammen mit den Softwareentwicklungstools RVDS und DS-5 von ARM, ihre Multi-Core-Systemdesigns schneller zu realisieren und abzuschließen.“ Stephan Lauterbach, Präsident der Lauterbach GmbH, ergänzt: „Wir beobachten eine steigende Anzahl von Anwendern, die virtuelle Prototyping-Techniken nutzen, um ihre Entwicklung zu beschleunigen. Die Kombination aus TRACE32 und der nativen Transparenz und Kontrolle von Virtual Target hebt das Multi-Core-Debugging auf ein völlig neues Niveau und ermöglicht es Anwendern, in jeder Phase ihres Entwicklungsprozesses einen Return on Investment in Tools und Expertise zu erzielen.“ „Aufbauend auf dem Erfolg unserer jüngsten Zusammenarbeit mit Altera an VxWorks und Linux für Alteras Software-Core-Prozessoren erweitern die neuen FPGA-SoC-Bausteine von Altera die Möglichkeiten für Entwickler eingebetteter Systeme“, so Warren Kurisu, Vice President Product Management bei Wind River. „Zusammen mit dem leistungsstarken Produktangebot von Wind River, einschließlich der führenden Position bei Betriebssystemen für eingebettete Software und erstklassigen Entwicklungswerkzeugen, werden diese Bemühungen Entwicklern eingebetteter Systeme helfen, Innovationen zu entwickeln, um den unterschiedlichen Anforderungen innerhalb des eingebetteten Spektrums gerecht zu werden.“.
