基于PowerPC e200內核的SoC系統級驗證的設計與實現.pdf

1、隨著集成電路（IC）制造工藝的不斷進步，芯片的集成力度不斷加大。根據著名的摩爾定律，IC上可容納的晶體管數目，每隔約18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，片上系統（SoC）成為IC發(fā)展的必然趨勢。所謂SoC，即是在一個芯片上實現一個完整系統功能的集成，涉及多種技術的整合。伴隨 SoC規(guī)模的日趨擴大，盡早發(fā)現設計中的錯誤才能降低開發(fā)成本，縮短芯片上市時間。因此，驗證工作對于SoC開發(fā)至關重要，貫穿開發(fā)始末，其工作量呈指數上升。CPU內核

2、是SoC的核心模塊，其體系結構日益復雜，功能日益強大，已成為整個SoC驗證中的關鍵。
　　e200z6是飛思卡爾半導體e200系列處理器的一員，是基于PowerPC Book E架構的低成本版本處理器，應用于對成本的要求高于對性能要求的嵌入式控制系統。本文需要驗證的正是基于該內核初步設計的SoC系統。由于PowerPC e200z6是一個軟核，而且內核的驗證是 SoC驗證的基礎，因此本文的驗證工作分為兩部分：驗證e200z6內核、

3、驗證整個SoC。驗證的方法與技術多種多樣，可以從多角度分類。根據項目特點，本文選擇系統級驗證和快速原型驗證兩種方式對設計進行驗證。
　　PowerPC e200z6內核驗證方面，本文設計了四類驗證測試用例：基本測試用例、存儲操作測試用例、調試操作測試用例和Cache測試用例，分別驗證內核CPU、總線BIU、調試NEXUS和BIST模塊。最終，本文通過系統級仿真驗證的方式，對其進行了驗證。此驗證過程覆蓋了內核的所有關鍵模塊，為最小系

4、統的建立提供了保證。
　　SoC驗證方面，本文為每個外設設計了驗證測試用例，最終通過系統級仿真驗證和快速原型驗證兩種方式，對其進行了驗證。此驗證過程為內核與外設的正常聯合工作提供了保證。
　　經驗證，PowerPC e200z6內核和SoC的系統級仿真驗證均與預期吻合，基本功能正確。SoC的時序分析和快速原型驗證均通過，能夠在DE3開發(fā)板上實現預期功能。因此，基于PowerPC e200z6的SoC可以進行進一步的設計開發(fā)。