FPGA验证平台介绍.docx

FPGA验证平台目的针对目前FPGA的功能及FPGA在系统中的作用，建立一个标准的验证平台，平台的输入和输出均为文件的形式。原因如下 ：仿真过程中，为了更贴近实际，我们的激励(数据来源)和仿真结果分析都会需要DSP(CPU）部门，算法部门，甚至硬件部门的配合。而以目前的情况，我们之间只能是以文件做为接口。现在的项目，我们的仿真数据量非常大。靠eye-check波形文件几乎不可能。而且dump波形会耗去很多的仿真时间。文件易于保存，且相对于编程语言更容易看懂，利于以后对之前项目的追朔和项目人力更变时的衔接。范围FPGA设计人员。概要设计设计描述验证平台主要包括两部分。一部分是仿真平台模型，用于统一testbench的风格，便于新进人员的参阅。另一部分是文件管理，便于项目追朔和人员交流。仿真平台模型图3-1 仿真平台模型仿真平台模型如上图所示。从图中可以看出，除了时钟和复位信号外，所有的输入输出均为文件类型。也就是说，平台搭建完毕后，只需改变输入文件，即可进行不同测试用例的仿真。同样，仿真结果也会在文档中保存，便于以后的查阅。模型中各模块解释如下：DUT: 待验证模块。一般为可综合rtl或netlist。clock reset：用来产生系统中各模块的时钟和复位信号。files input: 输入文件。包括数据文件，控制信息文件，寄存器配置文件，操作类型文件等。 数据文件：用于存放传输的数据。控制信息文件：用于存放数据传输过程中的控制信息。如：包头信息，命令等。寄存器配置文件：用于存放模块内部寄存器的值，通过读取此文件对内部寄存器进行初始化或配 置(目前用不到)。操作类型文件：用于存放模块的操作模式。如:读，写，doorbell等。files output: 输出文件。包括直接输出文件，比较结果文件，错误信息文件等。直接输出文件：monitor检测内部数据后打印出的文件。比较结果文件：保存文件比较后的比较信息。错误信息文件：保存所有的错误信息。generator: 数据产生模块，功能如下：从文件中提取数据及信息。从数据文件中提取数据，从信息文件中提取信息，依次排列后送入transactor模块。对数据进行编码/解码(目前用不到)。当模块所需数据为特殊格式时，在此模块对数据进行预处理。Transactor：数据处理模块，用于选择操作模式，对数据进行打包/解包等操作。选择操作模式。根据输入文件中的信息，选择相应的操作模式。根据模块要求，对数据进行打包/解包操作后送入driver模块Driver: 用于驱动DUT。一般是接口模块(AMBA, SRIO等), 可以用IP core generator生成的sim model来实现此模块的功能。对于特别简单的接口(buffer等)，可以自己用行为级语言描述。monitor: 检测模块。用于监视平台及rtl模块内部信号及数据总线，并打印有效信息。一般来讲，由于截位取舍等原因，算法模块两侧的数据往往无法直接比较，而需要借助波形文件来检查功能正确性，并通过对其输入输出数据的 分析，所以monitor应放在不含算法模块的最长数据通路两侧，举例如图3-2所示。checker: 比较模块。对monitor打印出的文件进行比较，如果比较结果和期望结果不一致，则打印出错信息。 图3-2 monitor使用方法举例文件的组织文件的命名方式文件命名格式为：设计模块名.扩展名，从而使文件与设计模块相对应。例如，文件名counter.v表明该文件中有一个用verilog HDL语言描述的counter模块。文件的组织目录结构文件的组织目录结构如下：bin: 文件夹，用于存放脚本文件。log: 文件夹，用于存放输出文件。pat: 文件夹，用于存放测试用例(即输入数据)。rtl: 文件夹，用于存放rtl代码。syn: 文件夹，用于综合。par: 文件夹，用于布局布线。tb: 文件夹，用于存放testbench。wave:文件夹，用于存放波形文件。work:文件夹，工作目录。*.do:文件，用于运行仿真。Example为便于理解，下面以简单的FFT信号处理的验证平台为例，详细说明平台构架及设计流程。仿真平台模型图4-1 下行链路testbench构架下行链路仿真平台如上图4-1所示。平台的输入为两个文件，数据文件和包头信息文件。输出四个文件，包含数据信息，地址信息，以及buffer号码信息，以作比较。同时由于fft是算法模块，无法作比较，故dump其波形，也可以将其两端数据文件导入matlab进行分析。途中data_gen模块提取输入文件中的信息，传递到transactor模块。由于目前我们只需要用到SRIO的nwrite模式，所以transactor没有输入文件，直接选择nwrite模式即可。DRIVER模块直