基于软、硬件协同的FPGA软件交联仿真验证技术

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1、2017年第4期导弹与航天运载技术No.42017总第354期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.354文章编号：1004-7182(2017)04-0072-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20170417基于软、硬件协同的FPGA软件交联仿真验证技术刘海山，乔森，丁怀龙（北京精密机电控制设备研究所，北京，100076）摘要：针对型号伺服控制系统硬件架构特点，提出一种基于软、硬件协同的现场可编程门阵列（FieldProgrammableGa

2、teArray，FPGA）软件交联仿真验证技术，利用黑白盒测试相结合的思想，分别建立软件仿真验证环境和硬件仿真验证环境；应用器件建模技术，在软件仿真验证环境中构建一个近似于真实的、虚拟的硬件运行环境；简化传统的FPGA设计验证流程，将验证的重点只放在功能和时序上，在保证验证全面性的前提下提高验证效率；利用故障仿真分析技术，充分检验FPGA软件的可靠性、抵御故障的能力及抗干扰能力。关键词：软、硬件协同；FPGA软件；交联仿真；器件建模中图分类号：TP391.9文献标识码：AFieldProgram

3、mableGateArrayHardware-SoftwareCo-SimulationVerificationLiuHai-shan,QiaoSen,DingHuai-long(BeijingResearchInstituteofPreciseMechatronicandControls,Beijing,100076)Abstract:AFPGAhardware-softwareco-simulationtechnologyispresentedinthispaperbasedonservoc

4、ontrolsystemhardwarearchitectureandwhiteboxandblackboxsoftwaretestingmethod.Asoftwaresimulationexperimentsystem,approximatelyequivalenttoelectricarcfurnacesystemisestablishedbasedoncomponentmodelingtechnology.Thesoftwaresimulationexperimentsystemjust

5、bringsforwardkeytechnologyinthecircuitfunctionandtimingtoensurethecomprehensivenessandhighefficiency.TheFPGAsoftwarecanachievehighreliabilityandgoodanti-interferenceabilitybythesoftwaresimulationexperimentsystemandmodelingandfaultsimulatingtechnology

6、.Keywords:Hardware-software;Fieldprogrammablegatearray;Co-Simulation;Componentmodeling0引言证技术研究显得尤为重要。在新型战略武器及运载型号伺服系统的研制中，本文根据硬件架构的特点，提出一种基于软、硬传统伺服控制系统的单核心处理器硬件架构已无法满件协同的FPGA软件交联仿真验证技术，利用黑白盒足型号的控制要求，越来越多的伺服控制系统引入现测试相结合的思想，分别建立软件仿真验证环境和硬场可编程门阵列（FieldP

7、rogrammableGateArray，件仿真验证环境，应用器件建模技术在不同的验证级FPGA）参与控制，采用数字信号处理（DigitalSignal别和验证环境上对FPGA软件的功能、时序进行了全Processing，DSP）高速数字信号处理器+FPGA协同处面、精确的验证，并通过对2种仿真验证环境下验证理器的硬件架构，利用FPGA对数字系统进行逻辑规结果的比较分析，不断修正设计模型，逐步逼近整个划，实现对大量A/D、D/A转换通道的控制和总线时控制电路的实际参数，使验证结果最终达到收敛状态

8、，序的控制。另外，随着小型化、集成化、轻质化的发实现了设计参数最优化，提高了验证的精度和可信度，[1][2]展，设计者也逐步加大了可编程逻辑器件的引入，通并利用故障仿真分析技术，充分检验FPGA软件的过编写硬件描述语言的方式自主配置硬件资源、设计可靠性、抵御故障的能力及抗干扰能力。硬件功能电路模块，取代目前繁多的电路芯片及其外围电路。这使得FPGA软件的重要性不断提高，一旦1控制系统硬件架构FPGA软件存在缺陷，将导致FPGA无法实现预期功被测伺服控制系统采用DSP高速数字信号处理器能。因此，对