LTE基带芯片仿真验证及其SPI控制器硬件实现

摘要

在深亚微米级的工艺中,人们可以非常灵活的在单个集成电路中实现将最终产品的的主要功能集成到单块系统芯片(SoC,system-on-a-chip)中。系统芯片跟专用芯片(ASIC)相比,不再是单一功能的单元电路逻辑,而是将信号采集、处理和输出等完整地集成在一起,成为一个具有某种应用需求的系统芯片。
　　SoC芯片的验证是一项系统工程,不但要对单个IP有个清楚的认识,还要对系统的功能需求更要清楚。本文以中科院计算所的移动通信系统技术的长期演进(LTE)项目为背景展开相应的工作的,该所设计的LTE基带芯片是一个多核SoC系统,主要实现了3GPP协议中数字基带部分的功能。
　　本文首先阐述了SoC的一些验证的技术。从理论的角度出发,怎么对SoC芯片进行验证。其中包括了从模块级的到系统的功能验证过程,同时讲解了在验证过程中常用的一些验证方法。其次,在介绍完相关的验证技术后,本文给出了LTE基带芯片中一个简单接口模块的设计,即:SPI控制器。SPI接口是常见传输速度较快的串行传输接口,可以用于接WIFI、A/D、Flash等。
　　最后,重点介绍 SoC的验证的过程。首先是模块级别的验证,如:SPI控制器、PTI模块等。SPI控制器的验证是基于覆盖率的验证方法;PTI模块的验证是基于 VMT的验证方法。模块验证结束后开始进行系统集成,然后进行全芯片级的验证。全芯片的验证主要做的工作是联合验证。CPU指挥相互联系的几个模块按照设想的方式进行相互的数据传输。其中外接收机是采用算法模型跟RTL协同验证的方法。通过上述的功能仿真为将来的FPGA验证提供了良好的条件。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 LTE基带芯片国内外发展现状

1.3 本课题研究目的及意义

1.4 本文的主要研究内容

第2章 SoC验证技术

2.1 功能验证的内容

2.1.1 模块/IP核级验证

2.1.2 系统级验证

2.2 功能验证的方法

2.2.1 直接测试向量生成

2.2.2 约束随机测试

2.2.3 覆盖驱动验证

2.2.4 基于断言的验证方法

2.3 本章小结

第3章 LTE芯片中SPI控制器的电路设计

3.1 SPI的基本概念

3.2 SPI控制器的功能特点

3.3 SPI控制器的设计方案

3.3.1 SPI控制器的总体架构

3.3.2 总线接口模块

3.3.3 硬件握手单元

3.3.4 内部存储器

3.3.5 中断控制模块

3.3.6 移位逻辑模块

3.4 本章小结

第4章 SoC中模块的验证

4.1 SPI模块的验证

4.1.1 验证平台

4.1.2 测试点的分类

4.1.3 验证分析报告

4.2 PTI模块的验证

4.2.1 验证平台

4.2.2 验证方案

4.2.3 仿真波形与分析

4.3 本章小结

第5章 OpenRisc小系统环境的搭建

5.1 OpenRisc小系统的硬件环境

5.2 OpenRisc小系统的软件环境

5.3 本章小结

第6章 LTE基带芯片的系统验证

6.1 CPU和APB接口模块的联合验证

6.2 CPU和ORX的联合验证

6.2.1 ORX的结构

6.2.1 ORX的验证环境

6.2.2 ORX的验证过程

6.2.3 ORX验证已遍历的参数

6.3 CPU和DSP的联合验证

6.3.1 MAOTU_DSP的结构

6.3.2 MAOTU_DSP的验证过程

6.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢