基于AMBA总线的SoC通用平台搭建及其System Verilog验证研究

论文摘要

基于平台的SoC技术自从出现到现在受到了人们的极大关注。其在保证产品质量、减少技术风险、缩短设计周期、提高产品上市速度等方面是以往技术所无法比拟的,因此备受业内欢迎。也正因为如此,搭建一个自主的基于IP核的SoC平台及其配套的验证环境对项目的开发、产品的升级都具有极大的现实意义。本论文主要面向“GPS/北斗双模导航通信基带芯片”开发,搭建了基于IP核的SoC通用平台,实现了导航芯片中除基带处理模块外的其他功能模块的集成。在SoC平台中,为了提高平台的可重用性及IP核间的互联性,本设计所实现的SoC总线架构基于AMBA 2.0总线规范。在SoC平台设计之后,本设计还搭建了基于SystemVerilog验证语言的VMM验证方法学的仿真测试平台,并深入研究了如何采用VMM方法学的覆盖率采集技术对设计进行全面RTL级功能测试,使验证达到较高的覆盖率。本设计中的SoC平台及其仿真测试平台可方便地扩展到除导航芯片以外的多个领域,具有很强的可重用性和灵活性。而且论文中提出的基于覆盖率收集技术验证方法也大大提高了验证的效率和质量,降低了芯片设计的风险。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 SoC概述
• 1.2 SoC的特点
• 1.3 课题来源、研究目的和论文结构
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 研究目的
• 1.3.3 论文结构
• 第二章 基于平台的SoC设计方法
• 2.1 SoC平台简介
• 2.2 SoC设计关键技术
• 2.2.1 系统总线架构技术
• 2.2.2 IP核重用技术
• 2.2.3 SoC验证技术
• 2.3 SoC平台设计流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 SoC平台搭建
• 3.1 LEON2处理器
• 3.1.1 LEON2内部结构
• 3.1.2 SPARC V8架构简介
• 3.2 AMBA总线协议
• 3.2.1 高级高性能总线（AHB）
• 3.2.2 高级外设总线（APB）
• 3.3 基于AMBA总线协议的关键外设
• 3.3.1 FLASH控制器
• 3.3.2 SRAM控制器
• 3.3.3 FCP浮点协处理器
• 3.3.4 SPI模块
• 3.3.5 IIC控制器模块
• 3.4 AMBA总线接口设计
• 3.4.1 总线接口信号定义
• 3.4.2 AMBA总线顶层设计
• 3.5 SoC平台顶层设计
• 3.5.1 平台地址映射
• 3.5.2 顶层模块的例化
• 3.6 本章小结
• 第四章 通用验证平台的搭建
• 4.1 SystemVerilog语言
• 4.2 VMM验证方法学
• 4.2.1 VMM标准库类
• 4.2.2 VMM分层次验证平台结构
• 4.2.3 基于覆盖率的验证
• 4.3 验证平台设计
• 4.3.1 验证平台结构
• 4.3.2 事务处理器设计
• 4.3.3 驱动器设计
• 4.3.4 监视器设计
• 4.3.5 接口设计
• 4.3.6 覆盖率模型设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于覆盖率的验证执行
• 5.1 VCS仿真器
• 5.1.1 VCS介绍
• 5.1.2 VCS运行
• 5.2 测试用例设计和执行
• 5.2.1 带LEON2核的验证
• 5.2.2 带约束随机测试用例验证
• 5.3 测试结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者介绍