一種面向硬件仿真器的PCIe橋的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、片上系統(tǒng)（SoC）在近些年已經(jīng)得到了迅猛的發(fā)展，相對(duì)于傳統(tǒng)的芯片,片上系統(tǒng)（SoC）不僅包含了大量的硬件模塊，而且還配有大量的軟件，如操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、以及各種相關(guān)的應(yīng)用程序等，其設(shè)計(jì)的規(guī)模與復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)芯片。SoC芯片的仿真也變得越來(lái)越重要。在大規(guī)模SoC系統(tǒng)級(jí)芯片驗(yàn)證中，硬件仿真器這種快速、高容量、高仿真性能的工具逐漸被采用。
　　硬件仿真器對(duì)大規(guī)模SoC芯片進(jìn)行仿真時(shí)，仿真速度一般不超過(guò)幾MHz。使得仿真環(huán)境下對(duì)于不

2、可降頻 PCIe、SATA等高速串行總線進(jìn)行仿真時(shí)，無(wú)法與真實(shí)設(shè)備連接。針對(duì)以上描述的問(wèn)題，本文提出了一種PCIe橋的設(shè)計(jì)方法，為真實(shí)的PCIe設(shè)備與硬件仿真環(huán)境的連接提供了一種解決方案，主要內(nèi)容如下。
　　1、本文在PIPE協(xié)議的基礎(chǔ)上，基于報(bào)文的異步傳輸原理設(shè)計(jì)了一款PCIe橋，該P(yáng)CIe橋包括鏈路識(shí)別模塊，報(bào)文解析模塊、報(bào)文加擾模塊、報(bào)文解擾模塊、流控制模塊、以及報(bào)文跨時(shí)鐘域轉(zhuǎn)換機(jī)制。實(shí)現(xiàn)了慢速的硬件仿真器與快速的PCIe設(shè)

3、備的速度匹配，解決了硬件仿真器不能支持?jǐn)?shù)模混合電路仿真的問(wèn)題。
　　2、針對(duì) PCIe鏈路耦合比較緊密，無(wú)法觀察與控制，使得調(diào)試?yán)щy。本文設(shè)計(jì)了鏈路監(jiān)聽(tīng)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)PCIe主從設(shè)備報(bào)文傳輸狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便使用者觀察和修改鏈路傳輸狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和驗(yàn)證。
　　3、為了滿足PCIe橋在不同廠商的硬件仿真器上的使用，本文采用通用的PIPE協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的PCIe橋可靈活配置x1、x4、x8、x16的傳輸模式，并可做類似

4、于PCIe的接口適配器來(lái)使用，解決了PCIe橋兼容性的問(wèn)題。
　　4、將PCIe橋插入實(shí)際的PCIe的IP中，搭建了系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證環(huán)境。仿真環(huán)境包括CPU_SIM模塊、插入PCIe橋的IP、PCIe_Device_Sim模塊，用來(lái)模擬CPU與PCIe設(shè)備的通信環(huán)境。通過(guò)對(duì)PCIe_Device_Sim模塊中DMA控制器的設(shè)計(jì)，驗(yàn)證500MHz的PCIe設(shè)備本身的工作頻率下與CPU_SIM模塊在1MHz、2MHz、5MHz下鏈路工作狀