博客
虹科干货 | 测试与验证复杂的FPGA设计(2)——如何在虹科的IP核中执行面向全局的仿真
全局仿真意味着验证整个IP实体的正确行为,包括构成产品的每个子模块。为了适应不同客户的用例,虹科SoC-e IP核解决方案在设计时充分考虑了灵活性,这意味着虹科所有的IP核都是高度可配置的,无论是在集成时(以优化 FPGA 中的封装)还是在运行时。借助于有着不同接口选项的寄存器映射(在下面的示例中,使用 AXI4),运行时配置成为可能。
这种灵活性也对仿真过程提出了挑战,因为需要根据仿真环境中的不同测试用例来配置IP。对此,虹科的合作伙伴SoC-e团队开发了一个令人惊叹的智能测试平台环境,在该环境中可以进行实时配置并实现自动化,开发人员可以通过“点击应用”的方式来执行复杂的仿真。例如,测试平台可以通过交换机发送以太网帧,并可以通过访问IP 核的统计寄存器来读取结果(并检查输出是否符合预期)。
这极大地加快了调试过程,并允许开发团队执行快速迭代,而这在基于硬件的测试环境中会慢得多。在下图为具有此类全局测试平台架构的框图(基于虹科网管以太网交换机IP核):
网管型以太网交换机 (MES) 表示为UUT。其余的测试平台组件是符合整个环境的不可综合的 VHDL 模块:
- Frame Generator::该模块连接到以太网交换机 IP 的入口端口,负责生成激励(以太网帧)。
- Frame Checker:该模块连接到以太网交换机IP的出端口,负责分析交换机转发的流量。
- AXI Configurator:它控制 AXI4 配置总线以修改配置寄存器的内容(读/写操作)。
1. 测试平台执行流程
正常的测试平台执行流程如下:首先,AXI Configurator模块根据测试用例配置IP核。之后,每个Frame Generator都会生成测试帧,并将其发送到启用的入口端口。帧是通过循环重复某些特定测试文件中定义的内容来生成的。最后,Frame Checker接收帧(接收与否,取决于测试用例)。该块将检查每个端口对应的统计信息,并根据执行的测试用例确定输出是否符合预期的。
虹科SoC-e测试平台架构的一大亮点是Frame Checker可以自动检测多种错误,例如完整性错误、转发错误或帧丢失。这是可实现的,因为Frame Generator可以生成具有特定格式的流量(例如有效载荷中的特殊模式、序列号等),Frame Checker可以解释这些流量。
2. 测试平台测试计划
该测试平台套件的惊人灵活性还与SoC-e定义的严格测试计划相结合。对于每个IP核,都有一个测试计划,旨在在仿真环境中测试尽可能多的特性。
例如,网管以太网交换机IP的测试计划可以被划分为五个主要部分:
- 通用交换
- 自定义转发
- 过滤数据库
- 优先队列
- VLAN
这些部分旨在涵盖与网络相关的不同功能的行为,以及不同的流量模式和情况。
3. 仿真波形和TCL控制台
测试平台的结果可以由开发人员或用户以不同的方式进行分析。TCL控制台用于快速反馈测试结果。然而,在某些情况下,在仿真的特定时刻深入了解特定信号值可能会很有趣。
对于这种情况,还开发了预先格式化的波形,以便于查找特定信号。
4. 用于测试执行的命令行界面(CLI)
此测试平台环境中包含的最新功能之一是可以直接从命令行界面(CLI)执行所有测试,而无需打开RTL仿真工具(Vivado或其他工具)。
这是一个很大的改进,因为它可以实现更高的测试自动化。它基于使用Vivado编译器命令的脚本(Python)的使用,以便用户生成易于解释的结果。
下图显示了向用户显示的仿真菜单。用户只需选择相应的选项即可执行任何列出的测试:
众所周知,仿真是一个需要大量时间的过程。即使在功能强大的计算机中执行,毫秒或以上范围内的复杂仿真也需要持续数十分钟,甚至更长。
为了简化执行所有测试的过程(这需要几个小时),我们实现了一个“-all”选项,它允许在管道中执行所有测试,且无需用户交互。
完成所有测试后,它将提供有关每个测试的报告消息(如下图所示),并在测试失败的情况下生成输出文件,以便开发人员稍后进行分析。
虹科SoC-e测试平台套件,现在作为产品提供!
虽然所有这些测试平台环境仅用于内部调试和开发目的,但由于不少客户有使用该测试平台的需求,因此虹科的合作伙伴SoC-e目前已将其作为产品,提供给那些使用虹科SoC-e IP核解决方案并希望能够执行高级仿真工作(系统级仿真)的客户。若想了解更多信息,欢迎点此了解详情或直接联系虹科销售人员
全文目录
近期文章
- 虹科免费直播 | 精通CAN总线分析:虹科PCAN-Explorer6实战训练营
- 虹科免费直播 | CAN XL研讨会:多位CAN XL创始成员带您解锁CAN XL的巨大能量!
- 虹科应用|煤矿机械数据传输监测难?试试虹科PCAN优选方案
- 虹科新闻|新合作启航,服务如初!虹科与HMS及PEAK合作升级
- 虹科方案|CAN(FD)/LIN远距离通信,难题何解?
- 以太网分析仪netANALYZER Scope软件介绍
- 虹科干货 | 无需外部Redbox即可无缝合并PRP和HSR网络实现时间同步
- 虹科干货 | 解决连接到IEEE 1588高可用性网络的SCADA系统的NTP同步参考问题
- 虹科案例 | 使用PRP协议解决广播行业中实现高可用性和亚微秒同步的难题
- 虹科方案|从CAN到以太网:车载网络数据采集方案
搜索内容
订阅邮件
想要获取虹科最新资讯?欢迎订阅我们的邮件简报!