PCI Express IP核的軟硬件協(xié)同設(shè)計與驗證方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代高速通信和交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,追求更快速度、更高帶寬的傳輸,已經(jīng)成為了業(yè)界中不容忽視的課題。同時,由于并行總線傳輸技術(shù)的限制較多,且傳輸速度較低,漸漸成為了制約高速通信的瓶頸。在此背景之下,高速串行傳輸技術(shù)逐漸興起,并得到了大規(guī)模的應(yīng)用。目前應(yīng)用較廣的串行總線有PCI Express,RapidIO,USB3,Ethernet等等。利用高速的串行模塊來傳輸數(shù)據(jù),可以獲得前所未有的傳輸效果,高速串行傳輸技術(shù)正在成為傳輸技術(shù)里的

2、新潮流。
　　 PCI Express是一種應(yīng)用于各類計算機(jī)與通信平臺的高性能、通用、串行I／O互連協(xié)議,具有高帶寬、高可靠性、軟件兼容等優(yōu)點,它為嵌入式系統(tǒng)的互聯(lián)通信提供了理想的解決方案。正是基于高速串行總線PCI Express的諸多優(yōu)點,在某款高性能SoC芯片設(shè)計中,將PCI Express接口作為SoC芯片的主機(jī)接口,以滿足系統(tǒng)應(yīng)用的需求。本課題結(jié)合PCI Express IP核的設(shè)計與驗證過程,探索了軟硬件協(xié)同設(shè)計與驗

3、證方法,以確保所設(shè)計的PCI Express IP核符合系統(tǒng)的功能和性能需求。
　　 本論文在介紹PCI Express總線技術(shù)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)地闡述了PCI Express IP核的軟硬件協(xié)同設(shè)計與驗證過程。在設(shè)計過程中,本文介紹了IP核的結(jié)構(gòu)、接口分類及其功能、寄存器等,并分別在FPGA平臺和PC機(jī)平臺上設(shè)計了驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件。這兩套平臺上的軟件都可以實現(xiàn)消息的傳輸、DMA、中斷等功能。論文重點對PCI Express IP

4、核的驗證方法進(jìn)行了研究,首先根據(jù)國外先進(jìn)的驗證標(biāo)準(zhǔn),從功能驗證、協(xié)議一致性驗證和性能驗證這三個方面著手,設(shè)計了詳細(xì)的驗證規(guī)范,構(gòu)建了以PCI Express IP核為核心的虛擬原型驗證平臺和FPGA原型驗證平臺。在此基礎(chǔ)上開發(fā)驗證用例,采用軟硬件協(xié)同驗證手段,對PCI Express IP核進(jìn)行充分的驗證。最后分別在虛擬原型驗證平臺和FPGA原型驗證平臺上實施驗汪,該驗證可達(dá)到較高的信號和功能覆蓋率,為基于PCIExpress IP核的