基于FPGA的原型对基带信号处理芯片的验证实现

摘要

移动通信技术迅猛的推进，使得移动通信的长期演进(LTE)技术成为了人们在第三代通信(3G)技术之后研究的热点。目前对于LTE基带物理层协议的数据处理，大多数公司都采用SOC芯片设计技术来实现。
　　 在集成电路设计领域，随着SOC设计的规模和功能不断的急剧膨胀，使得SOC的验证工作成为了芯片设计中的重要环节。原先的仿真验证、静态验证、形式验证等验证手段已经不能完全满足SOC功能验证的需求，而FPGA的原型验证以其独有的特性在SOC验证中占有举足轻重的地位。FPGA的原型验证的本质在于能快速的将SOC设计的RTL代码映射到具体的硬件环境中，同时能让嵌入式软件的设计能提前在真正的硬件环境中高速运行，从而实现SOC设计的软硬件协同验证。
　　 本设计中针对LTE基带芯片的验证就是采用的FPGA的原型验证。FPGA原型验证的硬件平台是基于S2C公司的DualVirtex-7TAILM，其中核心芯片是Xilinx的Virtex-72000T，可以实现将近2000万门的逻辑电路。论文中对FPGA原型验证的软件环境本也进行了具体的阐述，包括SOC的RTL代码到FPGA的RTL代码的移植、FPGA验证中对SOC设计的逻辑划分、FPGA模式下针对模块及接口的仿真、FPGA工程的综合跟实现、实现工程时的时序约束问题等。同时，在FPGA原型验证的硬件平台上实现了针对芯片功能的模块级验证实例跟系统级的验证实例。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究的发展动态

1．3 论文的结构和主要内容

2 TD-LTE基带芯片的设计

2．1 TD-LTE基站系统总体结构

2．2 TD-LTE基带芯片的设计架构

2．2．1 芯片的结构

2．2．2 芯片的功能

3 SOC验证技术概述

3．1 仿真验证技术

3．2 静态验证技术

3．3 形式验证技术

3．4 物理验证与分析技术

3．5 基于FPGA的原型验证技术

3．5．1 FPGA芯片结构

3．5．2 FPGA本身的设计流程

3．5．3 与ISE工具对应的FPGA设计流程

3．5．4 芯片的FPGA验证流程

3．5．5 FPGA原型验证的优势与局限性

4 基于FPGA的SOC原型验证的硬件平台

4．1 原型验证的硬件平台

4．1．1 Virtex7 2000t芯片的简介

4．1．2 硬件电路的整体架构

4．2 Dual-V7 TAI Logic Module的优势

5 基于FPGA的SOC原型验证的软件平台

5．1 从SOC到FPGA代码的移植

5．2 FPGA验证的芯片划片

5．3 FPGA模式下的代码的仿真

5．3．1 VCS中添加ISE的编译库

5．3．2 仿真环境以及仿真方法

5．3．3 仿真case以及结果

5．4 FPGA工程的实现

5．4．1 FPGA的实现环境

5．4．2 时序约束

6 基于FPGA硬件平台上的验证调试

6．1 单模块级的FPGA验证

6．2 系统级的FPGA验证

7 结论与展望

致谢

参考文献