基于fpga快速原型平台的设计与实现

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1、●摹十FPGA快速原型’r台的设计’J实现摘要随着应用的不断发展，嵌入式系统正变得越柬越复杂，性能要求也越来越高，而且激烈的市场竞争使得上市时间压力也越来越大。作为支持系统早期功能验证和设计优化的分析方法，快速原型设计正越柬越受到重视。本文重点讨论基于FPGA快速原型平台的设计。主要包括基于平台的设计方法，类蜂巢快速原型平台的设计实现，基于原型平台的实例丌发以及平台的可测试性设计等方面。论文主要完成了以下三个方面的工作：1)在研究国外几种典型的快速原型平台基础上，设计实现基于FPGA的类蜂巢快速原型平台HLRESP(Honeycomb—likeRapidEmbed

2、dedPrototypingSystemPlatform)，该平台提供了多种模块，包括FPGA控制模块(Cyclone，CycloneII两类)、Sdram存储模块、Codec语音编解码模块、网络传输模块、USB传输模块等。2)以类蜂巢快速原型平台为基础，设计开发VolP实例。实现从VolP行为模型到结构模型的映射，再由结构模型细化得到平台实例。一方面通过映射和重用加陕系统设计。另一方面利用集成丌发环境，能够在应用中方便地集成uClinux操作系统，加快驱动程序和上层应用开发。3)类蜂巢快速原型平台中的可测试性设计。平台采用边界扫描刷试技术，支持板级互连线测试。一

3、方面能快速定位互连故障，另一方面降低测试成本。其中测试矢量生成算法是互连测试关键，在分析研究已有的测试矢量生成算法基础上，提出了改进的走步1算法，能检测诊断所有丌路、短路故障，并具有较好的紧凑性指标。关键词：嵌入式系统，FPGA，快速原型平台，基于平台设计，IP重用●皋十FPGA快速腺型’F青的嫂计々实现AbstractEmbeddedsystemshaveexperiencedaconsiderableexpansioninthelastfewyears，andaresteadilyincreasinginbothhardwareandsoftwarecompl

4、exities．Time—to-marketpressure1salsomoreurgentthaneverforcompetltlveembeddedproducts．Therequirementsforf111lnginthegapsbetweenthesecomplexitiesandtime——to—‘marketpressureshavebecomeoneofthedrivingforcesforembeddedsystemprototype．Developingprototypesearlyinthedevelopmentprocesslsaneffi

5、cientwaytopermitearlyfeedbackandanalysisinsupportofthedevelopmentprocess．ThispaperfocusesonthedesignandimplementationofrapidprototypebasedonFPGAs．Firstly，itintroducesaplatform-baseddesignmethodologyforembeddedsystems，andthenpresentsthedesignandimplementatlonofHoneycomb—llkeRapidEmbedd

6、edSystemPrototype(HLRESP)．Atlast，wedlSCUSStheInstancedevelopmentbasedonHLRESPanddesign—for—testabilityofplatform．Itmainlyconsistsofthefollowingthreepartsofcontrlbutlons：1)Atthispaper，wedevelopHoneycomb一1lkeRapidEmbeddedSystemPrototype，Atpresent，thisprototypeprovidemorethantenmodules，i

7、ncludingFPGAcontrolmodule(Cyclone，CycloneII)，Sdrammodulo，Codecmodule，IOM／IOOMAdaptiveEthernetCommunicationmodule，USB2．0SlaveInterfacemoduleandsoon．2)Asanexample，asimpleYolPdemonstrationisdevelopedusingHLRESP．Firstly，designersaccompllshmappingfrombehaviormodellngtoarchttocturemodeling，

8、andth