SoC芯片上AXI总线IP验证

随着集成电路芯片复杂度的日益提升,芯片验证的工作量在芯片设计中占比70%以上,如何更高效、可靠地完成芯片验证是目前面临的主要问题。以实际项目为例,针对SoC芯片中的AXI总线协议和UVM验证方法学进行研究,基于UVM验证方法学搭建了AXI总线协议的通用验证平台,能够对AXI总线接口类型的待测试设计快速完成验证。通过复用搭建的通用验证平台,对自研的AXI接口SRAM控制器模块进行验证,能够快速进行覆盖率数据的收集,证实了基于UVM的AXI总线验证平台具有高效性和可重用性。

支持流水传输的AXI4主机转换接口设计

针对现有的AXI4主机转换接口只能工作在半双工模式且不能同时发起多次传输申请的问题,提出一种支持流水传输的AXI4主机转换接口设计方案。加入地址信息存储模块,允许转换接口在主机当前传输操作未结束时对新申请的地址信息进行存储,并于总线允许发送下一个地址数据时把存储模块中的地址信息发送到总线上,同时采用读写分离的状态机进行设计,使转换接口全双工工作且支持流水传输。仿真结果表明,当主机需要进行2次4个数据的连续读传输及1次8个数据的连续写传输时,该方案设计的转换接口比半双工转换接口节省16个时钟周期,能有效减少传输耗费时间,保证数据传输的正确性。

模块化片上系统中高级可扩展接口的死锁避免

模块化片上系统(MSoC)包含多个独立的IP组件及多个可能的子网络,这种异构集成的方式往往为片上网络(NoC)引入潜在的死锁。该文基于模块化异构系统MSoC研究了使用高级可扩展接口(AXI)协议的片上网络中3种类型的死锁。MSoC包含多种常见的异构组件,以及由多个独立子网络集成的片上网络,能够充分反映真实芯片的复杂性和不规则性。该文发现除环形通道导致的死锁外,基于AXI的片上网络还涉及双重路径死锁和桥接死锁。该文还提出一种两阶段算法检测片上网络中可能存在的这3种死锁。相比于通用验证方法学(UVM)随机验证,使用该算法可以将检测时长从几个月缩短到几个小时,提高片上网络的可靠性和鲁棒性。

基于JESD204B协议的智能信号处理SoC中自适应缓冲结构

JESD204B(简称204B)是智能信号处理系统级芯片(SoC)中连接高速模数/数模(AD/DA)转换的重要接口,将SoC系统结构与204B标准要求进行集成设计时,自适应缓冲结构(ABS)可弥补204B协议对数据传输缺乏流量控制的缺陷,并通过设置自适应缓冲与流控机制,保证数据传输的可靠性。经过现场可编程门阵列(FPGA)验证,SoC在204B接口可以达到4×12.5 Gbit/s的数据传输带宽,证明设计的204B接口方案在智能信号处理SoC中的可行性和有效性,满足智能信号处理SoC对于数据接口的要求。该设计方案的实现对无流量控制数据传输协议与SoC体系结构的集成有借鉴意义。

基于SOPC与乒乓存储的车载信息终端设计

为满足车载显示设备低成本、小体积、高性能以及高可靠性的要求,提出了一种基于片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)和乒乓存储显示技术的车载信息终端设计。以现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)作为硬件载体,构建了基于PowerPC软处理器的液晶显示器LCD(Liquid CrystalDisplay)控制单元,并以电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的形式接入到汽车自动控制系统中,形成具有汽车状态的监测与存储功能的人机交互系统。对系统进行了时序与功能仿真,并通过了硬件平台的测试。实验数据表明,该系统可以实时显示行车信息并提供流畅的视觉体验。

基于UVM的AMBA总线接口通用验证平台

根据摩尔定律的发展规律,集成电路的规模越来越大,单颗芯片可集成的电路越来越复杂.在一个SoC芯片的研发周期中,前仿验证工作随着芯片功能复杂程度验证难度增加,导致前仿验证时间不可控,如何在有限时间内可靠的、高效地完成复杂芯片验证工作是目前面对的问题.针对这一问题,本文定制一个基于UVM方法学的AMBA总线接口通用验证平台,该平台结构具有可扩展性、验证激励具有随机性、验证结果具有可靠性,能够支持AMBA-APB、AMBA-AHB、AMBA-AXI接口类型的待测模块的验证工作.针对目标可以快速地搭建验证平台,减少前仿验证的准备工作,UVM平台能够产生带约束随机数据,验证结果汇成覆盖率报告,能够保障验证工作的高效以及完备性.

基于AXI总线的DMA控制器的设计与实现

为提高直接内存存取(direct memory access,DMA)控制器数据传输效率,满足第三代移动通信终端基带芯片的实际应用,提出了一种基于高级扩展接口(advanced extensible interface,AXI)总线实现DMA控制器的专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)硬件实现方法。在用硬件描述语言(Verilong HDL)实现整个设计的基础上,运用编译仿真工具进行了功能仿真,利用综合工具SYNOPSYS的Design Compiler对其综合。经过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)验证,确保该控制器可以作为一个独立的知识产权(intellectual property,IP)核嵌入到ASIC系统中,该设计已成功运用于TD-LTE终端基带芯片中。