基于PowerPC e200內(nèi)核的SoC系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路（IC）制造工藝的不斷進(jìn)步，芯片的集成力度不斷加大。根據(jù)著名的摩爾定律，IC上可容納的晶體管數(shù)目，每隔約18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，片上系統(tǒng)（SoC）成為IC發(fā)展的必然趨勢(shì)。所謂SoC，即是在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整系統(tǒng)功能的集成，涉及多種技術(shù)的整合。伴隨 SoC規(guī)模的日趨擴(kuò)大，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤才能降低開(kāi)發(fā)成本，縮短芯片上市時(shí)間。因此，驗(yàn)證工作對(duì)于SoC開(kāi)發(fā)至關(guān)重要，貫穿開(kāi)發(fā)始末，其工作量呈指數(shù)上升。CPU內(nèi)核

2、是SoC的核心模塊，其體系結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，功能日益強(qiáng)大，已成為整個(gè)SoC驗(yàn)證中的關(guān)鍵。
　　e200z6是飛思卡爾半導(dǎo)體e200系列處理器的一員，是基于PowerPC Book E架構(gòu)的低成本版本處理器，應(yīng)用于對(duì)成本的要求高于對(duì)性能要求的嵌入式控制系統(tǒng)。本文需要驗(yàn)證的正是基于該內(nèi)核初步設(shè)計(jì)的SoC系統(tǒng)。由于PowerPC e200z6是一個(gè)軟核，而且內(nèi)核的驗(yàn)證是 SoC驗(yàn)證的基礎(chǔ)，因此本文的驗(yàn)證工作分為兩部分：驗(yàn)證e200z6內(nèi)核、

3、驗(yàn)證整個(gè)SoC。驗(yàn)證的方法與技術(shù)多種多樣，可以從多角度分類(lèi)。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，本文選擇系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證和快速原型驗(yàn)證兩種方式對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　PowerPC e200z6內(nèi)核驗(yàn)證方面，本文設(shè)計(jì)了四類(lèi)驗(yàn)證測(cè)試用例：基本測(cè)試用例、存儲(chǔ)操作測(cè)試用例、調(diào)試操作測(cè)試用例和Cache測(cè)試用例，分別驗(yàn)證內(nèi)核CPU、總線BIU、調(diào)試NEXUS和BIST模塊。最終，本文通過(guò)系統(tǒng)級(jí)仿真驗(yàn)證的方式，對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。此驗(yàn)證過(guò)程覆蓋了內(nèi)核的所有關(guān)鍵模塊，為最小系

4、統(tǒng)的建立提供了保證。
　　SoC驗(yàn)證方面，本文為每個(gè)外設(shè)設(shè)計(jì)了驗(yàn)證測(cè)試用例，最終通過(guò)系統(tǒng)級(jí)仿真驗(yàn)證和快速原型驗(yàn)證兩種方式，對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。此驗(yàn)證過(guò)程為內(nèi)核與外設(shè)的正常聯(lián)合工作提供了保證。
　　經(jīng)驗(yàn)證，PowerPC e200z6內(nèi)核和SoC的系統(tǒng)級(jí)仿真驗(yàn)證均與預(yù)期吻合，基本功能正確。SoC的時(shí)序分析和快速原型驗(yàn)證均通過(guò)，能夠在DE3開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。因此，基于PowerPC e200z6的SoC可以進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。