基于ARM和DSP的SoC系统级验证平台研究与实现

摘要

随着微电子技术的飞速发展，硬件的集成度越来越高，这使得将CPU、存储器和I/O设备集成到一个芯片上成为可能，SoC应运而生，并以其集成度高、可靠性好、产品问世周期短等特点逐步成为当前嵌入式系统设计技术的主流。在SoC芯片开发过程中，验证是最复杂、最耗时、最关键的环节之一。随着芯片设计规模的扩大、复杂度的增加，验证已经成为目前SoC芯片开发的瓶颈。因此，开发出一套高效率的SoC系统级验证平台是非常有意义的。
　　本课题的研究目的是开发出一套基于ARM和DSP的SoC系统级验证平台，提高SoC系统级验证的速度和效率，从而可以缩短SoC芯片的开发周期。本文根据SoC系统级验证的特点，将其划分为两个验证层次：集成验证、软硬件协同验证，并针对这两个验证层次的侧重点不同，分别设计实现了集成验证平台和软硬件协同验证平台。
　　集成验证平台侧重于对整个SoC系统的互连和模块基本功能进行验证。该平台将Synopsys公司的VIP技术和SystemC语言有效的结合在一起，实现了SystemC语言对VIP指令的封装，从而简化了测试用例的开发与管理，提高了验证工作的效率。集成验证平台的优点在于：仿真速度快、能够基于时序产生各种总线操作、可以实现寄存器测试自动化。本文设计实现的集成验证平台对于SoC系统互连和模块基本功能的验证是非常高效的。
　　软硬件协同验证平台侧重于对处理器启动以及整个SoC系统功能进行验证。该平台基于MentorGraphics公司的SeamlessCVE技术，实现了测试软件单步调试和仿真优化两项先进功能。测试软件单步调试功能有助于验证人员调试软件和定位问题，仿真优化功能可以加快仿真速度，这两项功能均达到了提高软硬件协同验证速度和效率的目的。相对于传统的软硬件协同验证平台，本文设计实现的基于SeamlessCVE的软硬件协同验证平台是一种更为快速、高效的验证平台。

目录

基于ARM和DSP的SoC系统级验证平台研究与实现

RESEARCH IMPLEMENTATION OF SOC SYSTEM-LEVEL VERIFICATION PLATFORM BASED ON ARM AND DSP

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 本课题研究的目的及意义

1.3 国内外相关技术发展现状

1.3.1 SoC设计技术发展现状

1.3.2 SoC验证技术发展现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 SoC系统级验证总体方案

2.1 待验证SoC系统

2.1.1 ARM926EJ-S处理器

2.1.2 AMBA总线

2.1.3 ZSP500 DSP处理器

2.1.4 DMA控制器

2.1.5 中断控制器

2.1.6 AHB2APB桥

2.1.7 通用异步收发器UART

2.1.8 SPI总线

2.1.9 I2C总线

2.1.10 通用I/O端口GPIO

2.1.11 系统控制器

2.1.12 定时器

2.1.13 看门狗

2.1.14 存储控制器

2.2 总体验证方案

2.2.1 SoC系统级验证

2.2.2 SoC系统级验证层次划分

2.2.3 验证环境

2.2.4 验证工具及语言

2.3 本章小结

第3章 集成验证平台设计实现

3.1 集成验证目的

3.2 集成验证的意义

3.3 验证策略

3.3.1 白盒验证

3.3.2 验证语言

3.3.3 测试用例层次划分

3.3.4 激励生成及检测机制

3.3.5 Cycle级验证

3.4 Synopsys VIP应用概述

3.4.1 VIP概念

3.4.2 VMT技术

3.4.3 随机业务CRT

3.4.4 SystemC与VIP的接口

3.5 验证环境

3.5.1 集成验证平台结构

3.5.2 集成验证流程

3.5.3 集成验证Testbench设计

3.5.4 系统信息文件

3.5.5 测试用例调度管理文件

3.5.6 寄存器测试自动化

3.5.7 测试用例文件设计

3.5.8 脚本结构

3.5.9 目录结构

3.5.10 集成验证运行步骤

3.6 本章小节

第4章 软硬件协同验证平台设计实现

4.1 软硬件协同验证

4.2 协同验证目的

4.3 协同验证意义

4.3.1 缩短开发周期

4.3.2 确保软硬件设计一致性

4.4 验证策略

4.4.1 白盒验证

4.4.2 验证语言

4.4.3 测试用例层次划分

4.5 SeamlessCVE技术

4.5.1 SeamlessCVE简介

4.5.2 加快协同仿真的策略

4.5.3 SeamlessCVE的组成部分

4.5.4 仿真优化策略

4.6 验证环境

4.6.1 软件环境

4.6.2 硬件逻辑环境

4.6.3 仿真环境

4.7 目录结构

4.8 脚本调用关系

4.9 本章小节

结论

参考文献

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致谢