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프리 실리콘 단계의 소프트웨어 검증

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글/러셀 클라인(Russell Klein), 멘토 그래픽스

이제 SoC를 인도한다는 것은 단순히 실리콘을 배치하는 일이 아니다. 오늘날의 디바이스들은 소프트웨어 스택, 미들웨어, 부트 코드 및 드라이버를 포함하여 상당량의 소프트웨어와 함께 인도된다. 실리콘이 인도될 때까지 기다렸다가 보드에 탑재하여 소프트웨어 개발을 시작할 수도 있지만, 경쟁사가 그 때까지 기다려줄 리 만무하므로 이는 문제가 될 수 있다. 일정에 대한 압박이 증가하는 추세이므로, 실리콘이 완성되기 전에 소프트웨어 개발에 착수한다면 상당한 경쟁상의 이점을 누릴 수 있다. 그러나 이를 위해서는 에뮬레이션을 이용한 소프트웨어 개발을 가능케 해줄 일련의 툴들이 필요하다. 여기에는 실리콘이나 개발 보드가 제공되기 훨씬 전에 소프트웨어를 실행할 수 있을 정도로 빠르게 동작하는 RTL 디자인을 가능케 해주는 에뮬레이션 시스템과 에뮬레이터를 워크스테이션 기반의 소프트웨어 디버깅 툴에 연결시켜주는 고속의 트랜잭션 기반 통합 모델링 채널 그리고 소프트웨어 개발자들이 요구하는 기능들을 자랑하는 소프트웨어 디버깅 환경이 포함된다.

해당 코드를 실행할 수 있는 환경

아직 존재하지 않는 어떤 것을 위한 소프트웨어를 개발할 때 제일 먼저 필요한 것은 해당 코드를 실행할 수 있는 환경이다. 기본적으로 주어지는 옵션은 두 가지로서, 물리적으로 진행하거나 가상으로 진행하는 것이다. 대부분의 프로젝트는 기존의 디자인을 기반으로 한다. 다시 말해서, 가장 최근 버전의 디자인에 특징들을 추가하여 보다 크고 빠르며 우수하게 만드는 것이다. 이 같은 경우라면 아마도 가장 최근의 프로젝트에서 만든 보드가 귀하의 책상 위에 놓여 있을 것이며, 이 보드용의 소프트웨어를 작성하기 위한 소프트웨어 환경과 이와 함께 사용할 디버깅 환경도 갖춰져 있을 것이다. 가장 손쉬운 길은 이 보드를 계속 사용하는 것이다. 뭔가 완전히 새로운 것을 개발 중이라면 개발보드를 입수할 수 있다. 아마도 현재 제작 중인 것에 가까운 뭔가를 발견할 수 있을 것이다. 이에 대한 대안은 QEMU와 같은 가상 보드 상에서 실행하는 것이다. QEMU는 다양한 ARM 보드들을 손쉽게 모델링 해주는 오픈소스 시스템 에뮬레이터이다. ARM도 Foundation Model(ARM의 웹사이트에서 무상 제공된다)이라고 하는 가상 플랫폼을 가지고 있는데, 이것은 QEMU와 비슷하며 ARM 코드를 실행한다. 둘 다 디버거 도입 기능을 갖추고 있다.

일단 코드를 실행 및 디버깅할 수 있는 바탕이 마련되고 나면 프로그래밍에 착수할 수 있다. 어떤 시점에 이르면 아직 제공되고 있지 않은 모종의 새로운 주변장치를 액세스해야 할 필요가 생긴다. 모델을 생성하는 것도 이러한 문제를 다루기 위한 방법 중 하나이다. 그야말로 간단한 예제, 즉 새로운 주변 장치의 ID 레지스터를 읽는 일로 시작해 보자. 많은 주변 장치들이 ID 레지스터를 갖고 있는데 이것은 판독 전용 레지스터로서, 이를 판독할 경우 이미 알려져 있는 정해진 값을 돌려준다. 이는 드라이버가 올바른 장치와 얘기하고 있음을 어느 정도 확신할 수 있게 해준다. 드라이버 초기화의 아주 초기에 이 레지스터를 판독하여 기대값과 비교하는 것이 합리적이다...(중략)