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Vom Silizium zur Simulation und zurück

Zur Analyse von verschiedenen Eigenschaften von Mikroprozessoren, wie z.B. Leistungsaufnahme, Energieverbrauch, thermisches Verhalten und die Untersuchung von Fehlerverhalten, werden Modelle von Prozessoren benötigt, die der Realität so gut wie möglich entsprechen, gleichzeitig aber eine möglichst geringe Komplexität aufweisen.

Ein solches einfaches Prozessormodell beschreibt die MOS 6502-CPU, die in Homecomputern der 1980er Jahre von Acorn, Apple, Atari und Commodore, aber auch z.B. in der Spielekonsole Nintendo NES und in einigen frühen Schachcomputern zum Einsatz kam.

Das Team von visual6502.org hat auf Basis von hochauflösenden Fotografien des 6502 Silizium-Dies ein Transistor-Netzlistenmodell reverse engineered und dieses als Javascript-basierte Simulation zur Verfügung gestellt.

Dieser Vortrag beschreibt nach einem kurzen Überblick über die visual6502- Arbeiten, wie auf Basis dieses Modells verschiedene weitere Simulationen, von einem C-Modell bis hin zu einem Verilog-Modell, entstanden sind.

Im Rahmen von Forschungsarbeiten des Vortragenden wurde das Verilog-Modell der 6502-CPU in einen FPGA implementiert und in einem realen 6502-basierten System an Stelle der originalen 6502-CPU verwendet, um Fehlerinjektions- experimente in Echtzeit durchführen zu können. Im Anschluß an den Vortrag wird (wenn die Technik mitspielt) ein System mit FPGA-implementierter CPU demonstriert.

Der Vortragende, Michael Engel, ist Professor für Embedded Systems an der Hochschule Coburg. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Gebieten Fehlertoleranz, Effizienz eingebetteter Systeme und eingebettete Betriebssysteme. In seiner Freizeit beschäftigt er sich mit alten Unix-Systemen und Betriebssystemen und versucht, sein kleines privates Computermuseum am Laufen zu halten.</i>

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