基于软硬件协同仿真的ip核验证平台的设计

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1、硕士学位论文基于软硬件协同仿真的IP核验证平台的设计DESIGNOFHARDWARE-SOFTWARECO-SIMULATIONBASEDVERIFICATIONPLATFORMOFIP-CORE路禹哈尔滨工业大学2015年6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软硬件协同仿真的IP核验证平台的设计硕士研究生：路禹导师：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：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN4

2、7U.D.C:654.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFHARDWARE-SOFTWARECO-SIMULATIONBASEDVERIFICATIONPLATFORMOFIP-CORECandidate：LuYuSupervisor：Prof.WangJinxiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliati

3、on：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要伴随着SoC芯片设计规模的不断提升，验证成本的不断增加，软硬件协同仿真技术以及基于平台的SoC验证思想已成为业界主流。同时，随着FPGA设计的逐渐完善，基于FPGA的协同仿真不仅具有高效性更具有真实性，在提升整体验证效果方面，该研究具有重要意义。本文基于协同仿真思想，采用千兆以太网作为通信媒介，结合Leon

4、3SoC平台与Xilinx公司的SoPC系统构建了一个新型的IP核验证平台。该平台主要分为PC端与FPGA端两部分，PC端作为整个验证平台的主体，包含了四个并行运行的进程——Leon3SoC进程、TCP服务器进程、验证功能进程以及拓展功能进程，进程间的数据通信采用文本文件以及共享内存两种方式，同步控制信号采用了Event模式进行通信；FPGA端主要分为硬件逻辑部分以及SoPC软件部分，在硬件逻辑中包含待测IP核。两者之间的通信采用了TCP协议进行可靠传输，在PC端采用WinsockAPI，在SoPC软件中使用lwip库。同时为了便于IP核验证

5、的进行，本文提出了一种基于以太网的自定义数据帧，与TCP协议联合使用。在本文最后给出了基本功能验证、基本性能测试以及基于Leon3SoC平台的整体功能验证的具体结果。实验表明，该IP核验证平台基本功能与整体功能均可以正常运行，并且在待测IP核逻辑较为复杂时（如达到1024位乘法器或以上复杂度），在验证速度方面具有较大优势。关键词:协同仿真；IP核验证；以太网；FPGAI哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousincreaseofSoCdesignscaleandverificationcost,hard

6、ware-softwareco-simulationtechnologyandplatform-basedverificationofSoChavebecometheindustrymainstreamthoughts.Atthesametime,withFPGAdesigndevelopingandperfecting,thestudyofFPGA-basedco-simulationthatiseffectiveandauthenticisofgreatsignificance,especiallyintermsofimprovingth

7、eoverallverificationresults.ThispaperconstructsanewtypeofIP-coreverificationplatformbasedontheco-simulationandusesgigabitEthernetasthecommunicationmedium.Also,thedesigncombinesLeon3SoCplatformwithXilinxSoPCsystem.Theplatformismainlydividedintotwoparts—PCpartandFPGApart.Asth

8、emainbody,theverificationplatforminPCpartconsistsoffourprocesses—Leon3SoCprocess,T