基于SPARC V8的事务级SoC验证平台设计

摘要

片上系统SoC的设计规模随着集成电路制造能力的不断提高而迅速增长,嵌入式软件的实现难度与工作量也随之提高。在传统的SoC设计流程中,嵌入式软件的开发必须在RTLSoC验证平台的基础之上完成。但是由于受到RTL模型仿真机制的限制,对于规模较大的设计,仿真验证所消耗的时间很长。为此,需要采用更高层次的建模方法完成SoC验证平台的建模,该SoC验证平台能够在保证功能正确的前提下实现较高的仿真速率,并在完成RTLSoC验证平台的开发之前为SoC系统级验证和嵌入式软件的开发提供虚拟验证平台。
　　本文针对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SPARCV8的事务级SoC验证平台的设计。首先介绍SystemC中支持事务级建模的相关机制,并提出了事务级SoC验证平台的整体设计方案,然后针对各个基本组件进行事务级建模。为降低设计复杂度和提高仿真速率,本文基于解释-执行技术完成SPARCV8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。
　　完成基于SPARCV8的事务级SoC验证平台的建模与集成之后,针对该验证平台搭建测试平台,根据列举的功能验证点设计并编写验证程序。通过使用交叉编译器对验证程序进行编译、链接得到测试激励,并使用ModelSim进行仿真验证,结果证明了事务级SoC验证平台功能的正确性。最后使用测试基准程序组Mibench分别对事务级SoC验证平台和RTLSoC验证平台的仿真速率进行了测试,结果表明事务级SoC验证平台的仿真速率比RTLSoC验证平台提高了2~3个数量级,能有效缩短整个SoC的开发周期。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

1.4 论文结构

第2章 事务级SoC验证平台整体设计方案

2.1基于SystemC的事务级建模方法

2.2基于SPARC V8的事务级SoC验证平台整体设计

2.3本章小结

第3章 SPARC V8指令集模拟器设计

3.1 SPARC V8指令集模拟器架构设计

3.2寄存器堆定义

3.3模拟器主进程设计

3.4本章小结

第4章 AMBA总线及其他外设IP事务级建模

4.1 AMBA总线事务级建模

4.2其他外设IP事务级建模

4.3本章小结

第5章 事务级SoC验证平台功能验证和性能测试

5.1测试平台的搭建

5.2功能验证

5.3性能测试及分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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