一种32 Bit SoC软硬件协同验证环境的实现

软硬件协同验证是系统芯片设计的重要组成部分。针对基于32 Bit CPU核的某控制系统芯片的具体要求,提出了一种系统芯片软硬件协同验证策略,构建了一个软硬件协同验证环境。该环境利用处理器内核模型支持内核指令集的特性运行功能测试程序,实现SoC软硬件的同步调试,并能够快速定位软硬件的仿真错误点,有效提高了仿真效率。该SoC软硬件协同验证环境完成了设计目的,并对其他系统芯片设计具有一定的参考价值。     

针对SoC的软硬件联合仿真方法

片上系统(System on Chip,SoC)是芯片设计的发展趋势,仿真与验证是芯片设计中最复杂、最耗时的环节之一。基于传统的数字电路验证方式对SoC设计验证效率低下的问题,提出了一种低耦合度的软/硬件联合仿真方法。软件调试过程的打印信息语句被微处理器仿真模型执行时,将向通用输入输出(General Purpose Input/Output,GPIO)输出相应的字符串,监视器模块检测GPIO的输出,并还原字符串信息,构建了软/硬件联合仿真。SoC设计实践证明,该方法大大减少了仿真的工作量,是一种非常实用有效的SoC仿真方法。     

一种双核SoC调试系统的设计与验证

调试系统的设计和验证是多核SoC设计中的重要环节。基于某双核SoC的设计,提出一个片上硬件调试构架,利用FPGA构建该调试系统的硬件验证平台。双核SoC调试系统验证平台利用System Verilog DPI,将RealView调试器、Keil C51及目标芯片的验证testbench集成在一起,实现了双核SoC调试系统的RTL级调试验证。利用该平台,在RTL仿真验证阶段可方便地对ARM和8051核构成的双核SoC进行调试,解决仿真中出现的问题,从而有效缩短设计周期,并提高验证效率。该双核SoC调试系统验证平台的实现对其他系统芯片设计具有一定的参考价值。     

基于trace的仿真平台的调度研究

随着多理机SoC设计的复杂度和异构性不断增长,需要研究设计一种新的性能评估方法来缩短产品开发周期.提出并实现了一种基于trace的仿真平台,旨在为早期阶段系统的设计空间考察提供性能评估.为了保证准确性,仿真平台要求可以考虑计算资源和通信资源的共享.着重讨论了不同的调度策略的设计,其中包括可抢先的机制.最后通过一个实验对仿真平台的调度机制进行了验证.     

基于SPARC V8的事务级SoC验证平台设计

针对片上系统SoC架构设计和嵌入式软件开发的需求,采用事务级建模方法使用SystemC完成了基于SPARC V8的事务级SoC验证平台的设计.为降低设计复杂度和提高仿真速度,基于解释-执行技术完成SPARC V8处理器指令精确事务级模型建模,并利用SystemC中的分层通道机制完成AMAB总线、中断控制器、UART、定时器等设备的事务级建模.完成事务级SoC验证平台的构建后,使用测试基准程序组Mibench对该验证平台的功能和仿真速度进行了验证.仿真结果证明了其功能正确,并且仿真速度相对于RTL SoC验证平台有大幅度的提高.     

基于3G SIM卡SoC芯片设计的AMBA总线的精简策略

AMBA总线是SoC设计中普遍采用的总线架构,它对许多具体的设计项目往往显得过于庞大,结合3G SIM卡SoC芯片的设计,研究了AMBA总线架构的若干精简策略,提出了一些对总线进行裁剪的参考方法,经过AHB VIP验证环境表明结果可行.该方法对基于AMBA架构的SoC芯片设计有着一定的参考意义.     

基于FPGA的软硬件协同仿真平台的数据通路设计

针对当前SoC设计过程中仿真速度过慢的问题,基于PLI机制,设计了一种能够有效支持基于FPGA的软硬件协同仿真平台的数据通路.其中PC端利用仿真工具和winsock API构建了激励产生和传输的下行通路,在FPGA端,利用Microblaze组成的SoC建立仿真数据加载和结果反馈的上行通路,同时两端通过以太网实现物理传输.最后,上述方案在Xilinx开发板实现,实验结果表明,该设计能够有效提高仿真效率并且能够支持大规模SoC的软硬件协同仿真,同时具有硬件开销小、通用性强等优点.     

一种基于总线复用的SoC功能测试结构设计

由于SoC结构的复杂性,必须考虑采用多种可测性设计策略.从功能测试的角度出发,提出了一种基于复用片内系统总线的可测性设计策略,使得片内的各块电路都可被并行测试.阐述了其硬件实现及应用测试函数编写功能测试矢量的具体流程.该结构硬件开销小,测试控制过程简单,可减小测试矢量规模,已应用到一种基于X8051核的智能测控SoC,该SoC采用0.35μm工艺进行了实现,面积为4.1 mm×4.1 mm,测试电路的面积仅占总面积的2%.     

SoC设计中基于平台的仿真验证技术

本文介绍了一个主要面向32位嵌入式SoC芯片（也包括8位、16位）设计的逻辑功能仿真与验证平台,以及基于此平台嵌入式SoC芯片的系统仿真及验证方法,并给出实例予与说明。     

SoC测试结构复用技术研究

在设计基于IP模块的SoC同时,必须引入可测性设计以解决SoC的测试问题.为了简化SoC中的可测性设计的工作,本文设计了一种新型测试结构复用技术,通过分析SoC内部的各种测试应用情况,实现了一个兼容IEEE1149.1标准的通用测试访问逻辑IP.在运动视觉SoC中的应用以及仿真结果验证了这种测试复用结构的有效性,并有助于提高SoC的测试覆盖率.     

基于8位CPU核的混合信号SoC验证技术

教模混合系统芯片（SoC）验证技术是SoC设计中的一个难点。文中基于8051核总线构建一个8位SoC设计验证平台,利用NC-SIM的数字仿真环境和Hsim的模拟仿真环境相结合的方式,对整个混合电路进行验证。该验证环境是建立在IP复用规范的基础上,具有很强的可移植性。同时该环境使用的激励文件和IP可以被一起设计复用,因此在仿真精度和仿真速度都能够得到保障的前提下,可以大大减轻电路混合验证的工作量。通过该混合验证环境,成功设计一个8位SoC芯片,功能和性能指标都达到用户要求。     

用于SoC的SPI接口设计与验证

给出了一个可用于SoC设计的SPI接口IP核的RTL设计与功能仿真。采用AMBA2．0总线标准来实现SPI接口在外部设备和内部系统之间进行通信,在数据传输部分,摒弃传统的需要一个专门的移位传输寄存器实现串／并转换的设计方法,采用复用寄存器的方法,把移位传输寄存器和发送寄存器结合在一起,提高了传输速度,也节约了硬件资源。采用SoC验证平台进行SoC环境下对IP的验证,在100MHz时钟频率下的仿真和验证结果表明,SPI接口实现了数据传榆,且满足时序设计要求。     

一种复杂SoC可测性的设计与实现

随着SoC的复杂度和规模的不断增长,SoC的测试变得越来越困难和重要.针对某复杂32-bit RISC SoC,提出了一 种系统级DFT设计策略和方案.在该方案中,运用了多种不同测试设计方法,包括内部扫描插入、存储器内建自测试、边界扫描和功能测试矢量复用.结果显示,该策略能取得较高的测试覆盖率和较低的测试代价.     

一种数模混合SoC的系统级后仿真验证平台

针对传统大规模数模混合SoC后仿真验证过慢的问题,提出了一种数模混合SoC系统级后仿真验证平台。该平台充分利用主流EDA工具,在传统Verilog-cdl后仿真验证平台的基础上,将原本网表中耗时长的模块用Verilog模型替换,使用Verilog-cdl-Verilog仿真方法,明显加快了仿真速度。从验证环境搭建、系统脚本设计、仿真接口设计三个方面详述了仿真平台的设计流程,并通过指令集功能的仿真实现,证明了平台的可行性和可靠性。该验证平台有助于缩短大规模数模混合SoC的开发周期。     

Galileo/GPS双模相关器IP核设计

导航定位接收机中的相关器设计是导航定位接收机设计的一个关键技术,而相关器的设计将发展为基于SoC应用的IP核的设计。阐述了导航定位相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了分析,并对Galileo/GPS的导航信号进行分析。在此基础上,采用基于SoC应用的IP核设计方法对Galileo/GPS双模相关器IP核进行设计,并进行了仿真验证和分析,可方便地应用于导航定位接收基带SoC的设计中。     

SoC软硬件协同验证中的软件仿真

介绍SoC(片上系统)软硬件协同验证中的软件仿真,给出验证UART(通用异步收发器)硬件接口的应用程序范例。利用GNU工具链开发SoC软硬件协同验证中的应用程序,并利用仿真器进行软件仿真,仿真结果正确。可以根据处理器的类型对GNU工具链进行配置,使开发流程适合所有GNU支持的处理器,方法具有一般性。根据开发者的具体需要,开发SoC芯片的应用程序用于软硬件协同验证。     

An Efficient Simulation Environment and Simulation Techniques for Bluetooth Device Design

Validation of an System-on-Chip (SoC) design with networking capability needs global simulation of the whole system including the network as well as the SoC design itself. Especially, it is needed to validate the interoperability of SoCs from different vendors. In this paper, we propose a simulation environment and simulation techniques for efficient validation of such SoC designs and apply them to networked Bluetooth SoC designs. The environment enables two types of simulation. One is modular enough to include the simulation of other vendors' Bluetooth devices and the other is optimized to achieve fast simulation in developing in-house Bluetooth devices. Especially, the former is scalable in that it keeps the constant simulation runtime despite the increase of the number of Bluetooth devices. Since multiple simulators are involved, the global simulation is still slow. Thus, the simulation efforts need to be minimized to shorten the design cycle. We present two simulation techniques, a concept called grouped message for reduction in simulation runtime and a system debug scenario called fix–modify–restart for reduction in the number of simulation runs. The former is to reduce inter-process communication overhead between simulators in the global simulation. The latter is to reduce repeated simulation runs in the conventional design cycle. Experimental results show the scalability of the presented simulation environment, reduction in simulation efforts by two simulation techniques.     

面向存储系统的低功耗SoC设计

降低存储系统功耗是SoC设计中的重要问题,基于对程序执行与器件特性的分析,在SDRAM中引入数据缓冲区,给出针对多进程数据访问特性的实现方法,降低了程序运行时外存设备的功耗。在EMI中实现了指令FIFO,并给出定制方法,降低了程序运行时的SDRAM能耗。实验与仿真表明,该方法能有效降低程序运行时SoC存储系统整体功耗。