基于FPGA的验证平台及有效的SoC验证过程和方法

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摘要: 设计了一种基于 FPGA 的验证平台及有效的SoC验证方法,介绍了此FPGA验证软硬件平台及软硬件协同验证架构,讨论和分析了利用FPGA软硬件协同系统验

摘要: 设计了一种基于FPGA的验证平台及有效的SoC验证方法,介绍了此FPGA验证软硬件平台及软硬件协同验证架构,讨论和分析了利用FPGA软硬件协同系统验证SoC系统的过程和方法。利用此软硬件协同验证技术方法,验证了SoC系统、DSP指令、硬件IP等。实验证明,此FPGA验证平台能够验证SoC设计,提高了设计效率。
 

引言

1基于DSP核控制的SoC系统

本文设计的SoC系统采用国内自主研发DSP核,主要包括: DSP处理器核、片上AXI总线、PWM、事件捕获器、看门狗控制、中断控制器、复位管理、存储模块、I/O以及其他外设(UARTCAN、SPI等)模块。这些模块与DSP核之间通过AXI总线连接,进行数据通信。AMBA AXI的总线协议具有高性能、支持高频传输、高速亚微型系统互连的特征,为主从结构,一切触发都由主设备发起。核间通信总线采用SoC系统中应用最多的AXI总线结构,比较灵活,可满足对带宽需求不同的各种IP。

基于DSP的SoC系统结构框图如图1所示。

图1 基于DSP的SoC系统结构框图

2 SoC系统的FPGA验证平台

FPGA验证平台用于SoC芯片验证,可以对大规模SoC系统的设计进行快速准确的实时验证,根据不同SoC规模容量,采用不同的FPGA硬件资源,硬件平台建设也有所不同。由于FPGA具有静态可编程和在线动态重构特性,能够使硬件功能电路同软件程序一样方便修改,使得FPGA验证修改十分方便、实时性好,还可以缩短开发周期、降低开发成本。FPGA具有的这些特点使其成为通用的SoC功能验证的器件,为SoC的系统原型验证提供了一个非常合适的平台。目前FPGA已经从系统集成、系统存储、系统时钟和系统接口4个方面满足了SoC芯片验证的要求,为快速系统原型验证提供了一个非常合适的平台。本文的FPGA验证平台采用Xilinx Virtex6 LX760器件,是建立在Xilinx Virtex6 FPGA板上的软硬件联合验证系统,并用ISE13.3进行综合和布局布线。另外,此FPGA硬件验证平台包括支持DSP程序下载的JTAG接口。

2.1FPGA硬件平台搭建
硬件平台搭建主要使用了两个Xilinx Virtex-6 LX760 FPGA器件,具有15.2M个逻辑门。Virtex-6 LX760面向高端应用,具有更多的时钟和存储资源,而且能够支持更快的速度。通过分析,所选择FPAG能够满足此SoC验证使用,为了实现通用性,该FPGA硬件验证平台采用了子板和母板相结合的方式。

在母板上设置有通用的FPGA芯片、相应的PROM、系统全局时钟的选择和配置模块、系统复位逻辑、FPGA芯片下载接口、与子板连接的connector接口等模块。子板根据验证需求,配置了JTAG调试子板,以提供DSP

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