基于leon3平台的软硬件协同验证环境的研究与设计

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1、硕士学位论文基于leon3平台的软硬件协同验证环境的研究与设计RESEARCHANDDESIGNOFLEON3-BASEDHARDWARE-SOFTWARECO-VERIFICATIONENVIRONMENT徐金娜哈尔滨工业大学2013年7月国内图书分类号：TN47学校代码：10213 国际图书分类号：654.9密级：公开工学硕士学位论文基于leon3平台的软硬件协同验证环境的研究与设计硕士研究生：徐金娜导师：王进祥教授申请学位：工学硕士学科：微电子学与固体电子学所在单位：航天学院答辩日期：2013年7月授予学位单位

2、：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN47U.D.C:654.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHANDDESIGNOFLEON3-BASEDHARDWARE-SOFTWARECO-VERIFICATIONENVIRONMENTCandidate：XuJinnaSupervisor：Prof.WangJinxiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Microe

3、lectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着集成电路的飞速发展，具有强大功能的复杂SoC成为设计的主流，但SoC规模的增大却提升了设计验证的难度。对此难题，设计者提出了软硬件协同验证技术，并在各大公司以及国内外院校的推动下，软硬件协同

4、验证技术飞速发展，但相对于国外技术而言，国内在此领域还不够成熟，因此，继续在此方面做研究具有重大意义。本文在对比各种已有方案优缺点的基础上，采用基于FPGA的软硬件协同验证方法对设计进行仿真加速，并从理论上证明了该方案的可行性。在PC端，该方案利用仿真工具和WinsockAPI构建了激励产生和传输的下行通路，在FPGA端，利用Microblaze组成的SoC建立仿真数据加载和响应反馈的上行通路，同时两端通过以太网实现物理传输，并利用FPGA硬件执行的优势达到加速目的，在基本方案的基础上，建立了基于leon3处理器的S

5、oC软硬件协同验证环境。本文在所制定方案的基础上对设计进行实现，实现时主要将平台分为PC端、FPGA端以及以太网接口三大部分。其中PC端包括仿真模块和数据控制模块，主要负责待测模块的激励产生、控制与传递；FPGA端主要由时钟管理单元和协同控制模块组成，用于完成将PC端传递的激励连同时钟加载给待测模块和将响应返回的工作；以太网接口部分有硬件和驱动两个层次，用于PC端和FPGA端数据的传输和控制。总体设计实现后，将leon3处理器移植到整个平台上，建立了基于leon3的软硬件协同验证环境。在所有的设计工作完成后，使用非流

6、水结构时序电路、流水结构时序电路以及组合逻辑电路实现的8位加法器作为待测模块对平台进行基本功能的监测，运行结果表明，该平台具备验证加速功能。最后，使用APBuart作为待测模块对基于leon3处理器的软硬件协同验证环境做验证，运行结果表明了该环境的正确性。关键词:协同验证;leon3;以太网;I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofintegratedcircuits,itisbecomingamainstreamtodesignmorepowerfuland

7、complexSoC.However,theincreasingsizeofSoCmakesverificationmoredifficult.Tosolvetheproblem,designersproposedhardwareandsoftwareco-verification,andpromotedbycompaniesandcollegesaroundtheworld,thehardwareandsoftwareco-verificationtechnologydevelopsrapidly.However,

8、comparedwithforeigntechnology,thedomestictechnologyinthisareaisstillnotmatureenough.Therefore,itisofgreatimportancetocontinuetodoresearchinthisarea.Basedonexistingschemes,th