SoC设计的FPGA验证策略研究

近几年来，SoC设计已经成为了集成电路设计发展趋势之一。基于平台的设计解决方案，加上丰富的第三方IP，可以快速的构建一个满足市场需求的SoC芯片。但是，随着SoC设计复杂程度的增加，验证工作也变得越来越困难，验证工作所需时间也越来越长，验证的可靠性和可信度在逐渐降低，致使一次流片成功率急剧下降，而70％的失败原因是系统功能上存在着缺陷。由此可见，验证或者说功能验证成了SoC设计的瓶颈。 传统的基于仿真的方法，已经不能够满足SoC设计对质量的要求，为弥补仿真对功能验证的不足，用FPGA进行全面的功能验证非常必要。用FPGA进行功能验证，即将待验证的SoC设计，通过某种方式映射到以FPGA为基础的可重配置原型平台中，建立SoC设计的硬件原型，全面模仿芯片行为，从而在其上运行测试程序，实现对设计进行验证的方法。 在建立FPGA原型系统过程中，原型系统的一致性、快速性以及可重用性无疑是必须满足的三个因素。而从SoC设计到FPGA采用什么样的移植策略，按什么样的流程来实施，直接关系到建立原型的效率和可靠性。 鉴于此，本文提出了一种从SoC设计到FPGA的无缝移植策略，并阐述了基于这种策略的原型解决方案。这种无缝移植的策略及相应的原型流程同传统的方法相比，对原设计进行的改动很小，不仅大大的减少工作量，出错的可能性也降到最低。本文所提出的无缝移植策略以及解决方案，已经在一款国家863资助的SoC项目验证中得到了应用，并且取得了成功。 在以FPGA为基础的原型系统中，本文提出了一个有效的调试环境方案，以提高对FPGA原型的可控性和可观测性，这将更能发挥FPGA进行功能验证的优势。 FPGA验证确保了SoC设计功能的正确，也进一步增加了设计者对流片成功的信心。而一个好的解决方案更能加速这种验证方法的发展，可以预见，FPGA验证以及无缝移植的策略肯定会有越来越广泛的应用。

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