Eine Drohne kann bei einem einzigen Flug bis zu 100 GB an Daten erzeugen. Die Hardware-Emulation ist eine geeignete Methode, diese große Menge an Daten zu verarbeiten.

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SoC-Funktionen testen Emulation für datenintensive Drohnen

03.06.2019

Drohnen erfassen auf ihren Einsätzen riesige Datenmengen, die schnell verarbeitet und sicher weitergeleitet werden müssen. Hersteller von Drohnen integrieren deswegen immer komplexere ICs für hochauflösende Videoaufnahmen, zur Datenerfassung sowie für UHD-4K-Streaming. Die Verifikation dieser Komponenten ist alles andere als trivial.

The Economist berichtete kürzlich, dass eine Drohne bei einem einzigen Flug bis zu 100 GB an Daten erzeugen kann. Diese enorme Menge an Daten, die ausgegeben und gespeichert werden müssen, machen die Hardware-Emulation zur idealen Lösung für die Verifikation.

Da die Emulation große Mengen gestreamter Daten sehr effizient verarbeiten kann, nutzen Drohnenhersteller sie immer öfter, um die korrekte Funktion ihrer SoC zu überprüfen und eine frühzeitige Software-Validierung durchzuführen. Im Folgenden sind vier Gründe aufgeführt, warum Drohnenhersteller eine Emulation benötigen und was der von ihnen gewählte Emulator enthalten muss:

  • Die Emulation bietet die Geschwindigkeit, Kapazität und Leistung, um sehr schnell große Datenmengen und lange Sequenzen zu bewältigen. Dies gestattet eine vollständige Überprüfung der Schaltungskomponenten zur Videoaufnahme und Datenerfassung. Die Daten werden entweder im System gespeichert oder auf eine größere Speicherinfrastruktur hochgeladen. Aufgrund all dieser Daten benötigt die Simulation zu viel Zeit für Verifikation. Emulatoren beschleunigen die Verifikation im Vergleich zur Performance von Simulatoren um das Hundert- oder Tausendfache.

  • Bei Multimedia-Anwendungen ist der Schutz von Inhalten ein wichtiges Thema. Mit dem digitalen Verschlüsselungssystem High-Bandwidth Digital Content Protection (HDCP) werden Daten mit einem Schlüssel kodiert gesendet und am anderen Ende wieder dekodiert. Um sicherzustellen, dass die Verschlüsselung/Entschlüsselung ordnungsgemäß funktioniert, muss die HDCP-2.2-Verifizierung inhärent im verwendeten Emulationssystem sein.

  • Zum Testen und Trainieren des Systems müssen Verifikationsingenieure immer größere Datenströme generieren oder erfassen. Ein gutes Beispiel hierfür ist ein UHD-4K-Stream. Die Emulationslösung sollte UHD-4K-Datenströme nicht nur erzeugen, sondern auch überprüfen können, ob sie konform sind, ob sie in den Prüfling eingespeist werden können und ob sie die resultierenden Video- und Audioinhalte korrekt wiedergeben.

  • Die Verifikation eines Multimedia-Designs muss Probleme in ICs erkennen, die reale Daten mit großem Videoanteil kodieren und dekodieren. Veloce VirtuaLAB Multimedia ist die einzige Emulationslösung mit speziell für diesen Zweck entwickelten Funktionen. Verifikationsingenieure können damit das Geschehen in jedem einzelnen Frame und Pixel grafisch visualisieren und debuggen. Im Vergleich zum Arbeiten mit reinen Daten und Signalverläufen bietet das viele Vorteile beim Debuggen von Multimedia-Designs.

Eine virtuelle Emulationsumgebung ist wichtig

Zur effektiven Verifikation eines Multimedia-SoCs muss ein virtuelles audiovisuelles Gerät vorhanden sein, um UHD-4K-Streams zu generieren, sie zu einem Prüfling zu senden, von diesem zu empfangen und wiederzugeben. Diese geschieht in Verbindung mit einer Verschlüsselung/Entschlüsselung gemäß HDCP 2.2. Teams sind somit in der Lage, das Pre-Silizium des SoC in einer softwarebasierten Umgebung zu verifizieren und zu debuggen. Dies bietet sowohl Flexibilität als auch ein hohes Maß an Leistung.

Die Verifikationslösung Veloce Virtualab Multimedia UHD-4K erfüllt diese Anforderungen. Da das UHD-4K-Protokoll als Softwaremodell auf dem Emulator läuft, können Ingenieure mithilfe von Anwendungen auf Systemebene den Verifikations- und Debugging-Prozess von einem PC oder einer Workstation aus steuern. Anstatt mühsam eine Testbench zum Generieren eines UHD-4K-Stimulus aufbauen zu müssen, kann der Anwender einfach eine normale Videodatei nehmen und sie automatisch in den nötigen UHD-4K-Stream konvertieren.

Durch all die neuen Multimedia-Standards und -Funktionen entstehen riesige Datenmengen, die immer mehr Unternehmen mittels Emulation bewältigen müssen. Die Virtualab-Multimedia-Anwendung überprüft jedes Design, das Bildverarbeitung, die Ansteuerung von Displays/Monitore und HDMI-Schnittstellen enthält.

Virtualisierte Emulationslösungen für Multimedia-Anwendungen reduzieren das Risiko für UHD-4K- und HDMI-Entwickler. Diese Lösungen ermöglichen mithilfe einer virtuellen Umgebung bereits in der Pre-Silizium-Stufe, Fehler zu eliminieren, die sonst in einem Endprodukt auftreten könnten. Virtualisierung steigert die Produktivität der Verifikation: Sie stellt Emulator-Ressourcen rund um die Uhr von überall auf der Welt zur Verfügung und verkürzt die Zeit für die Einrichtung und Durchführung neuer Projekte erheblich.

Bildergalerie

  • Verifikation eines SoC zur Anwendung in einer Drohne.

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  • Verifikation von UHD-Multimedia-Anwendungen.

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