基于FPGA的PIPE接口适配器的研究与实现

发布时间：2017-10-18 03:50

  本文关键词：基于FPGA的PIPE接口适配器的研究与实现

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【摘要】：随着集成电路设计与制造技术的快速发展,芯片集成度不断提高。为充分利用集成能力和提高处理器性能,多核So C系统级芯片已取代传统单核CPU。现代So C系统设计规模的越来越大,使得So C芯片验证越发重要,如何快速有效的进行设计验证已成为芯片设计的关键。在大规模So C系统级芯片验证中,硬件仿真加速器这种快速、高容量、高仿真性能的工具逐渐被采用。使用硬件仿真器对大规模So C芯片进行仿真时,仿真速度一般不超过6MHz。导致在仿真环境下对PCIe、SATA等高速串行总线进行仿真时,无法连接真实设备。针对此问题,本文进行了系统性的研究,提出了一种基于报文异步传输原理和PIPE协议的PIPE接口适配器设计方法,设计并实现了一款基于FPGA的PIPE接口适配器,为硬件仿真器环境下连接真实PCIe设备提供解决方案。本文主要工作及创新点如下:1.研究PCIe总线协议规范,依据PCIe协议的分层结构和主流PCIe控制器将MAC层与物理层分开的做法,确定通过设计物理层仿真模型来实现硬件仿真器与真实设备间的连接方法。2.研究物理层PIPE接口规范,分析PIPE接口报文时序,根据PIPE接口报文的特点,并结合跨时钟信号的异步传输方法,提出了一种跨异步时钟的PIPE适配器设计方法,解决了其中的信用同步等周期性报文的传输方法。3.按照前述方法,基于FPGA,设计并实现了一种针对PCIe协议的PIPE接口适配器,解决了慢速仿真器平台(低于10MHz)与真实PCIe设备间的连接问题。4.基于KC705开发板,对所设计的PIPE接口适配器进行仿真验证,建立了PCIe接口到DDR3 SDRAM控制器的数据传递通路,通过大量数据的传输实际测试PIPE接口适配器。
【关键词】：So C验证 PCIE协议 PIPE接口 硬件仿真器 适配器
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP337
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本文编号：1052792