基于ARMSoC的FPGA原型验证

基于ARM

SoC的FPGA原型验证

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第 34卷第 3期

2011年 6月

电子器件

Chinese Journal o f Electron Dev ices

Vo.l 34 No. 3

June 2011

收稿日期: 2011- 01- 13  修改日期: 2011- 01- 25

The FPGA Prototyping Verification of SoC Based on ARM

YANG Ansheng, H UANG Shizhen

( Fujian key L aboratory of M icroelectron ics& In tegrated C ircuits, Fuzhou U niversity, Fuzhou 350002, C hina)

Abstract: ARM is w idely used in SoC design because it is a k ind of R ISC CPU of h igh perform ance and low price.

FPGA proto type verification is an effective ver ification w ay o f SoC, FPGA proto type verification platform can do

hardw are and so ftw are cover ification at the real speed. Therefore, it can save the verificat ion tim e, increase the reli

ab ility of verif ication and reduce the cost of SoC deve lopm en.t

K ey w ord s: SoC; ARM; FPGA; ver ification platform; hardw are and so ftw are coverification

EEACC: 2570    do:i 10. 3969 /j. issn. 1005- 9490. 2011. 03. 003

基于 ARM SoC的 FPGA 原型验证

杨安生, 黄世震

(福州大学福建省微电子集成电路重点实验室, 福州 350002)

摘  要: ARM 是目前 SoC设计中应用最为广泛的高性价比的 R ISC 处理器, FPGA 原型验证是 SoC有效的验证途径, FPGA 原

型验证平台能以实时的方式进行软硬件协同验证, 从而可以缩短 SoC的开发周期, 提高验证工作的可靠性, 降低 SoC系统的开

发成本。

关键词:

SoC; ARM; FPGA; 验证平台; 软硬件协同验证

中图分类号: TN43    文献标识码: A    文章编号: 1005- 9490( 2011) 03- 0247- 05

  现代集成电路设计中, 芯片的规模和复杂度正

在呈指数增加。尤其在 SoC 设计流程中, 验证和调

试所占的时间可以达到总工期的 70% 以上。为了

缩短验证周期, 在传统的仿真验证的基础上, 涌现了

许多新的验证手段, 如断言验证、覆盖率驱动的验

证, 以及广泛应用的基于 FPGA 的原型验证技术。

用 FPGA 作为硬件模块的实现载体, 一方面可使设

计者可以较好地把握硬件设计的物理特性; 另一方

面基于 FPGA 的原型验证平台可以比软件仿真速度

高出 4~ 6个数量级, 填补了仿真环境与实际芯片的

巨大差距

[ 1]

。总的来说, 利用 FPGA 提供一个验证

SoC的原型平台, 可以以实时的方式运行协同设计

所产生的软硬件代码, 尽早地发现系统集成过程中

的问题, 从而达到加快芯片的开发速度、提高成功率

的目的。

本文详细地论述了一个以 ARM 968ES 为处理

器的 SoC 的 FPGA 原型验证平台的的实现过程, 包

括 SoC系统架构概述, FPGA 验证板介绍, RTL设计

代码转换, 模拟 IP 的整合, 硬件下载流程, 软件调

试, 软硬件协同验证的方法等。

1 SoC 系统架构概述

SoC( System on Chip)一般是指将微处理器、模拟

IP ( Intellectual Property)核、数字 IP 核和各类存储器

集成在单一芯片上。本文所验证的芯片是一种以

ARM 968ES为处理器高性能 32 位信息安全芯片。

图 1是设计的 SoC 的系统架构 (省去了项目的一些关

键模块 ), 其中方框为数字模块, 圆框为模拟 IP。

系统采用 AMBA 总线, 其中 AH B 采用双层结

构, 挂接高速设备, AH B 总线有两个 M aster, 即

ARM 968ES和 DMA, AHB layer0挂接的高速设备,

只有 CPU 有权限访问, DMA 不需要或者无权限访

问, 比如 flash控制器、中断管理单元; AHBlayer1上

挂接的设备主要是需要 DMA 协助搬移批量数据的

设备, 比如高速接口单元 ( SPIM /SPIS ), ARM 和

DMA都可以通过 ICM 访问 AHBlayer1的设备, 但

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zhou70525319

2011-11-20

资源很好，详细讲述了soc的验证方法，简介易懂

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