本发明专利技术公开了一种基于网络的软硬件协同仿真平台的实现方法，属于ＳＯＣ仿真、验证技术领域。系统包括运行软件部分的ＰＣ终端、模拟硬件部分的目标板、以及将两者互连的调试器。本发明专利技术对Ｖｅｃｔｏｒ模式和Ｃｏ－ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ模式仿真的支持可以在统一的多模式仿真体制上实现。调试器与目标板的通信采用串并转换方式，大大减少对Ｉ／Ｏ资源的占用。软件部分与硬件部分通过以太网通信，以支持远程协同仿真。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路芯片的功能仿真
，特别涉及软硬件协同仿真、验证技术。
技术介绍
系统芯片(SOC)设计在近年迅速发展，它相对于ASIC的最大不同之处在于除了大量 硬件模块之外，还包含大量的软件，如操作系统、驱动程序、通信协议以及各种应用程序 等，其设计复杂度远高于传统的集成电路芯片。因此对SOC芯片的仿真也变得非常困难， 不仅仅需要对系统硬件部分进行仿真，还要对软件部分进行仿真，也就是要进行软硬件协 同仿真。软硬件协同仿真技术是将一个复杂的soc设计按照IP模块进行划分，采用基于模块的仿真技术，将一部分或全部模块下载到可编程逻辑硬件上，用硬件电路来模拟其功能，该 部分电路工作在接近实时的运行速度，而其余设计部分仍然运行在软件仿真器中，通过硬件平台来取代纯粹的计算机仿真，从而大大地提高soc芯片仿真的精确性。协同仿真系统由一个软件执行环境和一个硬件执行环境组成，通过事件和命令，使用同步机制，在这两 个环境之间进行控制，使软硬件协同工作，共同完成系统的仿真。软件仿真模块在计算机上运行，采用较高的抽象描述级别的建模方法，并可以获得软件 仿真的灵活性和方便的调试手段。在硬件仿真平台中的硬件仿真模块通常是使用硬件描述语言(HDL)进行寄存器传输级(RTL)的建模后，然后使用电子设计自动化(EDA)工 具进行综合和布局布线处理，下载到硬件仿真平台上实现。硬件仿真模块在硬件仿真平台 运行，可较准确地模拟模型的硬件特性，达到硬件的执行速度，以及使用真实接口与外界 交换数据。在信号级的各种软硬件协同仿真方法中，如果系统或模块的输入信号不会受自身输出信 号的反馈影响，这种模式称为测试矢量模式(Vectormode)，由于输入信号不受输出信号 影响，因此可以一次施加多个时间节拍的激励信号矢量，仿真速度快。如果系统或模块的 输入信号受自身输出信号的反馈影响，这种模式称为协同仿真模式(Co-Simulationmode)。 现在提出的各种协同仿真技术的实现方法，侧重点主要是提高仿真效率方面，而在系统 灵活性、占用硬件资源、仿真方式的多样性等方面的支持比较欠缺。随着用户待测设计 (DUT)复杂度的不断提高，硬件仿真平台目标板的I/O资源日趋紧张，系统应尽量少地占用目标板的I/0资源。另外，为了满足不同用户的不同仿真习惯，满足不同仿真阶段的 特殊需求，仿真平台应支持多种仿真模式。同时，为了实现研发团队分布式地仿真，仿真 平台应支持远程仿真调试功能。
技术实现思路
本专利技术的任务是实现一种基于网络的软硬件协同仿真平台，这种平台着重考虑了资源占 用低、调试灵活以及仿真手段丰富等特性。本专利技术可以实现Vector模式和Co-Simulation 模式的软硬件协同仿真，它主要由三部分组成PC终端101、调试器102和目标板103。 PC终端101安装现场可编程逻辑门阵列(FPGA)开发工具111、仿真器Modelsimll2;用 户在PC终端101上完成系统设计、配置文件生成、协同仿真激励文件生成、采样数据分 析。调试器102完成配置文件、协同仿真激励文件、协同仿真响应文件的翻译与传输，完 成接口标准的转换。目标板具有一颗或多颗目标FPGA106，运行用户DUT，模拟应用目标 系统；目标板具有I/O接口 109和JTAG接口 110， JTAG接口 110是配置目标FPGA106 的通道，1/0接口 109是传送激励和返还响应的通道。当用户需要进行协同仿真时，首先需要把包含了 DUT的配置文件下载到目标FPGA106 上，然后在PC终端101的仿真器112中定义激励矢量，PC终端101将激励矢量保存成激 励文件，通过以太网将激励文件传送到远程的调试器102翻译成串行激励信号，经PCI-E 串行接口传送到目标板103;串行激励信号通过I/O插座109送入目标FPGA106。目标 FPGA106内的协同仿真接口模块108解析出并行激励信号，实施激励，采集响应，再将响 应数据打包，返回PC终端101进行显示、分析。对于Vector模式， 一个激励文件包含多 个时刻的激励信号矢量；对于Co-Simulation模式， 一个激励文件仅包含一个时刻的激励信 号矢量，PC终端101与目标板103通过不断地交互激励文件和响应文件，推动仿真时刻的 不断推进。本专利技术的协同仿真平台相对于现有其他的协同仿真平台的优点在于第一.本协同仿真 平台在统一的多模式仿真机制上同时支持Vector模式和Co-Simulation模式的仿真；第二 调试器102与PC终端101以以太网线连接，支持用户进行远程下载与远程仿真调试；第 三.调试器102向目标板103传送用户激励信号和接收响应信号时，通过串行方式完成，大 大减少了对目标板I/0资源的占用；第四.和业界广泛采用的仿真器Modelsim联合使用，用 户操作与使用界面良好。附图说明图1是本专利技术的系统组成结构图。包括PC终端101，目标板103，连接前两者的调试 器102。图2是调试器102中控制FPGA105的内部结构图。图3是目标FPGA106的内部结构图。图4是Vector仿真模式下仿真的数据流图。图5是Co-Simulation仿真模式下仿真的数据流图。具体实施例方式本专利技术是一种基于网络的软硬件协同仿真平台。现结合附图对本专利技术的软硬件协同仿真 平台进行具体实施方式的描述。图1示出了本专利技术系统组成图。系统由PC终端lOl、调试器102和目标板103三部分 组成。用户在PC终端101上完成DUT的设计。由于DUT模块必须依靠协同仿真接口模 块108的支持，才能接收激励信号、回传响应信号，因此用户DUT模块107必须与协同仿 真接口模块108—起综合、布局布线，产生FPGA配置文件。配置文件通过调试器102经 JTAG接口 110下载到目标板103的目标FPGA106。 Vector模式和Co-Simulation模式的激 励信号矢量都在PC终端101的仿真器112Modelsim中产生，所有激励信号矢量被打包形 成激励文件发送到调试器102。调试器102主要由嵌入式微处理器ARM104和控制FPGA105 构成，ARM104完成远程通信功能，控制FPGA105实现到目标板103的各种本地逻辑时序。 用户可读的激励文件被调试器102解析成硬件可懂的激励信号，通过PCI-E接口以串行方 式发送到目标板103。目标板103上具有一颗或互联的多颗FPGA，目标FPGA106模拟应 用目标系统，运行有已经下载的用户DUT模块107和协同仿真接口模块108。协同仿真接 口模块108将接收到的激励信号施加给DUT模块107。DUT模块107对激励产生相应的响 应，协同仿真接口模块108将响应信号采集后送回调试器102。调试器102将这些响应信 号封装成响应文件，通过以太网送回PC终端101，在仿真器112Modelsim中显示响应信号 波形。图2是调试器102中控制FPGA105的内部结构图，主要包括以下各功能模块 l.ARM接口模块201:调试器102中的ARM104完成远程通信功能，收发激励文件和响应文件。控制FPGA105中的ARM接口模块201负责从ARM104取来接收的激励文件，以及向ARM104发送需要传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于网络的软硬件协同仿真平台，包括三个部分：运行软件部分的用户ＰＣ端，模拟硬件部分的目标板，以及将二者互连的调试器。
【技术特征摘要】
1.一种基于网络的软硬件协同仿真平台，包括三个部分运行软件部分的用户PC端，模拟硬件部分的目标板，以及将二者互连的调试器。2. 根据权利要求1所述的一种基于网络的软硬件协同仿真平台，其特征在于对Vector模式和Co-simulation模式仿真的支持可以在统一的多模式仿真体制上 实现。3. 根据权利要求2所述的一种基于网络的软硬件协同仿真平台，其特征在于 统一的多模式仿真体制使用调试器将用户PC端产生的激励文件翻译成目标板硬 件可识别的激励信号，将目标板回传的响应信号翻译成用户可读的响应文件。4. 根据权利要求2所述的一种基于网络的软硬件协同仿真平台，其特征在于 统一...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌翔，胡剑浩，巫世弘，李忠琦，岳旸，陈庚生，白海，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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