专用SoC仿真系统的研究与实现.pdf

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1、第27卷第3期四川~JLY-学院学报(自然科学版)Vo1．27No．32014年6月JournalofSichuanUniversityofScience&Engineering(NaturalScienceEdition)Jun．2014文章编号：1673-1549(2014)03-0038-04DOI：10．11863／j．suse．2014．03．O8专用SoC仿真系统的研究与实现李长波(芜湖职业技术学院，安徽芜湖241000)摘要：随着微电子技术的日新月异，专用SoC的应用越来越广，快速完成专用SoC的

2、应用软件成为一个很大的问题。在PC机上仿真专用SoC是解决这个问题的方法之一。结合仿真软件的开发过程，阐述了在PC机上实现专用SoC的指令、中断、内存、时钟、FLASH、LCD等硬件的仿真思想和方法。系统地描述了仿真系统的体系架构、开发原理、总体设计、详细设计等内容，并且完成了一款专用SoC的仿真。关键词：仿真；SoC；数据结构；RISC中图分类号：TP3l1．56文献标志码：A在企业的研发中，经常遇到硬件软件化和软件硬件化的问题。本文论述的是一个硬件软件化的问题，用软回巨件仿真硬件，使用户在软件仿真的环境中完

3、成需要硬件才可以完成的工作。对于各种专用SoC，硬件软件化的平台搭建有较高的技术含量。1专用SoC的硬件构成图1为SoC芯片的构成框图，由图1可以看出，该芯片有十大模块构成，分别是主控MCU、电源、触摸图1SoC的基本构成屏、双时钟、UART、SPI、LCD控制器、FLASH驱动、I／02SoC仿真系统的原理口和存储器。专用SoC是针对某一类特定需求而设计。图1所示的Ic是为了词典机设计的框架，每一个应用模2．1主控SoC的仿真模型的建立块都有对应的用途。主控SoC调度所有的模块，而且其SoC内部有4个部分要建

4、立模型：累加器、RAM、中还包含累加器、RAM、各种寄存器等资源。存储器是FLASH、各类寄存器。根据所仿真的SoC的类型，抽象线性存储器，要求容量大，存放数量庞大的词典数据。出它的数据模型，如SoC的位数等。图2是SoC的基双时钟模块要实现高速运算和计时功能，开机时高速运本框图，从图2中可以看出，要建立的仿真模型有累加算，关机时保留低速时钟计时；I／0口模块可以外加各种器ACC、寄存器、RAM。寄存器包括SoC各种功能寄存DSP，如语音，也可以设计按键。FLASH驱动用来存放器，如状态寄存器、堆栈寄存器、通用

5、寄存器、特殊寄存可以被用户修改的数据。LCD控制器外接COG类的器等，并且要清楚每个寄存器每个位的功能。RAM也LCD作为显示设备。包含较多的内涵，如全局变量、局部变量、堆栈区以及特收稿日期：2013—12-05基金项目：安徽省教育厅自然科学研究项目(KJ2010B273)；芜湖职业技术学院教学研究项目(WZ~2013]jyl3)作者简介：李长波(1967一)，男，吉林镇赉人，工程师，讲师，硕士，主要从事嵌入式方面的研究，(E—mail)lcb8701@126．COnl四川理工学院学报(自然科学版)2014年6

6、月集的管理结构。其中指令是一个指针，指向对应的指令子模块，优先级依据RISC指令集提供信息确定，脉冲数是该指令占用多少个脉冲，时间是该指令执行完所消耗的总时间。图9处理器模块的划分}指令优先级脉冲刿时间指令优先级＼3．3代码转化图7指令集管理结构根据详细设计的流程图，程序员可以完成代码的转化。流程图代码化属于正向工程范畴，先将流程图3SoC仿真系统的实现转化成流程树，树有根节点和子节点，根节点表示整个系统使用VC开发平台设计完成，在开发的过程中，流程，子节点可以是控制节点或代码节点。控制节点大量使用宏定义，有较

7、好的可移植性。可以实现顺序、分支、循环等控制；代码节点实现函数3．1总体设计调用、表达式或代码段，然后再对流程树进行深度优先系统划分的模块如图8所示，共分为5大模的遍历，输出每个流程节点所表示的代码，最终得到源块，分别是处理器模块、存储器模块、指令模块、外设文件。模块和人机接口模块。处理器模块完成处理器的数3．4程序测试据定义、参数设置、程序运行等功能；存储器模块完程序测试是指对一个完成了全部或部分功能、模块成处理器的数据定义、参数设置、读写运算等功能；的计算机程序在正式使用前的检测，以确保该程序能按指令模块完

8、成指令的仿真、指令集合的管理、指令的预定的方式正确地运行。测试可以分成白盒测试、黑盒调用机制等功能；外设模块完成外设的数据定义、参测试和灰盒测试。系统完成之后，通过测试才可以交付数设置、功能仿真等功能；人机接口模块处理系统与使用。本系统使用灰盒测试法，主要由程序设计人员自用户的接口。己完成逻辑覆盖测试和功能覆盖测试。4结束语本系统完成专用SoC在PC机上的软仿真，完成了SoC的软化功能