大规模SOC设计的高效的FPGA验证技术研究与实现

摘要

近几年来，SOC设计已经成为当今集成电路设计中的一大亮点。其于平台的设计解决方案，加上丰富的第三方IP，可以快速的构建一个满足市场需求的SOC芯片。但是随着市场对SOC功能的要求逐渐加大以及工艺的提高，SOC的设计规模也将越来越大。而在SOC的设计过程中，验证工作要占到整个设计周期的80％以上的时间，成为了当前设计中的瓶颈。传统的基于仿真的方法，已经逐渐不能满足SOC设计时间短和质量要求高的特点。 FPGA验证是SOC设计过程中经常用到的一种验证方法，FPGA以其灵活组态、快速实现、验证结果真实有效的优势在SOC验证过程中发挥着相当重要的作用。而且随着SOC规模的扩大和验证难度的增加，FPGA验证的高速度和高效性将变得越来越突出了。然而，FPGA验证在SOC设计过程中还没有扮演足够重要的角色。大多数SOC设计公司由于其成本、FPGA开发板设计与调试、仿真环境构建等方面技术的限制，常常不能做到用FPGA平台对整个SOC应用系统进行全面的验证。然而，随着市场压力的增加，FPGA验证技术已在SOC设计中应用已经越来越显得重要了。 本文首先从SOC设计方法和流程出发，指出FPGA验证在SOC设计中所起到的不可或缺的重要作用，并指出当前SOC设计中FPGA验证的三种流程。进而，本文指出了采用FPGA验证的最佳设计流程是软硬件协同验证，同时针对该设计流程的实现提出了若干技术课题。在之后的章节，本文分别针对这些技术课题中从硬件平台开发、软件环境建设等多个方面进行了深入的研究，提出了很多解决方案和提高验证效率的方法。最终以项目实例来说明如何把这些技术和方法具体地应用到实际SOC设计项目中，同时也验证了本文所提出的FPGA验证流程和解决方案是合理的、高效的。可以预见，FPGA验证将在未来的SOC设计过程中发挥更加关键的作用。