Einheit zur anwendungsbezogenen Leistungsmessung für die RISC-V-Architektur

Mit steigender Komplexität der Software von eingebetteten Systemen wird es immer wichtiger, die Performance dieser Softwaresysteme bereits im Entwicklungsprozess miteinzubeziehen. Oftmals mangelt es hier jedoch an Möglichkeiten, Laufzeiten oder Ereignisse gezielt zu messen und/oder zu zählen. Überwachung zur Laufzeit ist ebenfalls relevant, um dynamisch auf interne und externe Ereignisse reagieren zu können.
Dies gilt vor allem für Systeme, die mit mehreren nebenläufigen Tasks arbeiten, welche diverse Abhängigkeiten beinhalten können. Diese Abhängigkeiten können sowohl Tasks untereinander, als auch externe Ressourcen betreffen.
Ein weiteres Problem ist, dass Messungen während der Entwicklungszeit meist durch einen Eingriff in das zu entwickelnde System erfolgen. Das führt in weiterer Folge zu einer Verzerrung der Messergebnisse, da das endgültige System ohne diese Eingriffe - und somit oft performanter ausgeliefert wird, als es zum Entwicklungszeitpunkt vorlag.
Ziel dieser Arbeit ist es nun, ein Modul in einer Hardwarebeschreibungssprache zu entwickeln, welches in der Lage ist, ohne direkte Veränderungen des Systems Laufzeiten und Ereignisse sowohl taskabhängig, als auch -unabhängig zu messen und dem Programmierer über eine einfache Schnittstelle zur Verfügung zu stellen.
Großes Augenmerk soll dabei auf die Skalierbarkeit, die Plattformunabhängigkeit hinsichtlich Prozessor und Betriebssystem sowie auf die einfache Erweiterbarkeit gelegt werden.
Das finale Hardwaremodul ist anschließend in ein bestehendes System aus einem Softcore-Prozessor und einem minimalen Betriebssystem zu integrieren und zu testen.