SoC Co-emulation

协同仿真是指将仿真设计与构成仿真设计运行条件的环境连接起来。它可以在不同的环境中用于不同的目的。

环境和目的可以相互混合。

虚拟的平台

在SoC时代,虚拟平台(VP)成为系统架构探索的常用工具,并由此成为SoC验证的黄金参考模型。事实证明,当涉及到固件和软件开发时,vp也非常有用,因为虚拟参考模型通常比SoC原型早得多。

与副总裁共同仿真为设计、开发和验证团队提供了许多优势。

与虚拟平台协同仿真的优势:

  • 模拟器替代了缺乏的虚拟模型(例如自定义外设)
  • VP替换了RTL代码中不可用的模块(例如授权处理器,如ARM®Cortex)
  • 仿真保证了真实的硬件精度
  • 仿真器比复杂的虚拟模型要快

虚拟平台通常基于SystemC仿真内核,并使用TLM作为连接仿真模型的接口。相同的接口用于连接仿真设计。

Soc仿真,电路仿真,混合仿真

hess - dvm提供了速度优化的实现Accellera的SCE-MI作为虚拟平台和仿真器之间传递消息的通道的基础结构。SCE-MI C/C++API可以轻松包装在TLM代理模块中,并无缝集成到任何类型的SystemC/TLM虚拟平台中。SCE-MI适用于实现各种定时精度,包括不定时或不定时模型。阿尔代克氏HES™ 已成功用于多个第三方虚拟平台,如ARM®Fast模型、Imperas OVP或其他EDA供应商的虚拟平台。

可用性的证明验证“诱导多能性”对成功的设计验证同样重要。将仿真器与虚拟平台连接需要在虚拟平台中实例化给定总线接口的总线功能模型事务处理程序(BFM Xtor)和TLM仿真代理模块。目前,Aldec为AMBA AHB、AXI和OCP总线提供TLM 2.0代理包装器。

好处:

  • 混合环境VP+EMU可以在不影响速度和准确性的情况下验证完整的SoC
  • 基于仿真的快速FPGA与虚拟平台无缝集成
  • Accelera的SCE-MI实现了重用并提高了生产效率
  • 支持标准的SystemC/TLM接口和不同的计时精度
  • 开箱即用支持AMBA AHB, AXI和OCP接口
  • 仿真模块具有RTL精度,但运行速度足够快
  • 自动化仿真设置

虚拟外设

尽管系统芯片(SoC)在单个芯片上集成了越来越多的功能,但它们总是需要连接外部外围设备,如显示器、键盘、传感器、多媒体端口等。因此,一个完整的SoC验证环境应该具有所有外设的适当模型。一种方法是使用虚拟外设,虚拟外设是运行在仿真主机上或甚至远程上的应用程序,并使用事务处理程序连接到仿真设计。

Soc仿真,电路仿真,混合仿真

Aldec的hs - dvm提供了速度优化的实现Accellera的SCE-MI标准,它是开发可重用事务处理程序和虚拟模型的理想框架。

Aldec还提供了许多现成的用于接口的事务处理程序,如:USB、千兆以太网、HDMI、VGA、PCIe、JTAG、UART、I2C等。他们有简单易用的API来快速开发和集成虚拟外设。要了解更多信息,请登录验证IP页面。

好处:

  • 基于SCE-MI的可重用虚拟外设实现
  • 完整的SoC验证环境,包括用户界面
  • 易于维护和重新配置的验证环境
  • 最常用接口的即时可用事务处理程序
  • 要求苛刻的替代品在电路仿真

在电路仿真

ICE是一种使用外部外设验证仿真设计的传统方法,其实际设备连接到仿真器。

Soc仿真,电路仿真,混合仿真

基于FPGA原型板的仿真器相对于专用的仿真盒有一个显著的优势,后者包含大量不同的连接器。此外,这些连接器连接到多fpga板上的不同fpga上,促进外部设备连接和设计划分。使用PHY设备开发专门的子板并将其连接到FPGA原型板(如果它们使用非专有连接器)要容易得多。这是hes7的情况,通常是内部开发的董事会。

Soc仿真,电路仿真,混合仿真

在内燃机系统中,通常要求外部设备以高于模拟时钟的目标速度运行。这是使用速度适配器模块的情况。他们可以被当作一种特殊的验证IP它将真实时钟域与仿真时钟分离,并额外缓冲数据传输。

速度适配器可以从仿真供应商或开发内部。Aldec为许多标准接口提供速度适配器,以支持与全速外围设备的可靠连接。

好处:

  • ICE允许使用真实数据流进行测试
  • FPGA原型板的众多连接选项
  • 外设子板可以设计为模拟和原型
  • 已准备好货架上的速度适配器

在目标固件验证中

如果SoC需要软件和固件验证,则协同仿真技术是必不可少的。通常,虚拟模型是抽象的虚拟的平台是不够精确的,而RTL模拟在数量级上太慢了。协同仿真成为成功进行软件验证、生产调试和完整SoC启动的关键。

软件开发人员使用软件调试器,这些调试器可能以不同的方式与嵌入式处理器交互。这可以是特殊的调试端口,也可以是标准的JTAG。在任何情况下,它是可能使用两个共同仿真技术之一-在电路仿真(冰)或虚拟的外围

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在ICE的情况下,JTAG或其他调试端口被绘制到板上连接器,在那里专用的调试吊舱设备可以连接。这是一种传统的方法,只需要适当的连接选项,这通常是FPGA原型板的情况。与嵌入式处理器的仿真JTAG控制器的接口通常是直接的,特别是如果它提供了无功TCK (RTCK)端口,允许直接连接,而不使用速度适配器。不用说,Aldec公司的HES™完全支持基于ICE的软件调试。

虚拟外设方法要灵活得多。使用Aldec的虚拟JTAG (vJTAG)事务处理程序和虚拟外设,支持TCP-IP,可以通过局域网连接软件调试器。在实验室中调试在模拟器中运行的软件时,开发人员可以呆在自己的办公桌和工作站上。此外,不需要额外的Debug-pod设备,因此平台维护简化并启用了可伸缩性。

虚拟外设的另一个例子是ARM®VSTREAM,它在HES™中也支持。

好处:

  • 在目标硬件中进行预硅固件验证
  • 硬件/软件协同验证
  • 可选择ICE或虚拟外设
  • 可提供证明的架子vJTAG办理器
  • 支持TCP-IP的vJTAG虚拟外围设备支持网络访问
  • vJTAG支持验证平台的可伸缩性
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