基于ARM9的SOC系统设计与验证

发布时间：2025-01-01 00:43

　　随着集成电路制造技术的进步,集成电路设计也越来越强调设计的可重用性与设计的周期;各种功能模块IP(Intellectual Property)的开发使集成电路的设计过程不断简化, SOC系统就是基于IP核设计的典范。针对系统芯片的验证不但要对各硬件模块进行模块验证,还要通过嵌入式处理器运行软件进行系统验证。随着一些复杂的系统芯片的出现,系统芯片的功能验证成为制约系统设计的主要因素。 本文研究面向系统芯片的验证技术和方法,包括基于SystemVerilog的验证技术、软硬件协同验证技术。设计了一种新型DMA(Direct Memory Access)总线控制器,以此为基础提出了一种适用于硬实时系统的SOC系统架构,改善了在SOC系统中因DMA控制器的引入而产生的系统异常响应不能及时得到处理的问题,使处理器更加快速响应系统异常请求。在深入分析AMBA2.0总线的基础上,验证本SOC系统中AHB总线模块的功能。完成了本款SOC的系统验证与FPGA验证。提出了一套基于虚拟硬件原型的嵌入式实时操作系统设计方案,利用SOC系统虚拟硬件原型进行软硬件协同验证,基本满足SOC软硬件协同开发的需要...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 SOC 设计现状
    1.3 SOC 系统的验证
    1.4 本章小结
第二章 SOC 验证技术分析
    2.1 动态验证技术
    2.2 静态验证技术
    2.3 SOC 验证层次
        2.3.1 IP 核验证
        2.3.2 系统级验证
    2.4 SystemVerilog 以及在验证中的应用
        2.4.1 随机约束
        2.4.2 断言
        2.4.3 覆盖率
    2.5 验证平台搭建方法
    2.6 本章小结
第三章 软硬件协同验证及其验证平台
    3.1 软硬件协同验证
    3.2 基于仿真的FPGA 验证平台
    3.3 基于RTL 描述的协同验证平台
    3.4 本章小结
第四章 SOC 系统架构与总线设计
    4.1 SOC 系统架构设计
        4.1.1 基于DMA 控制器的SOC 系统架构
        4.1.2 基于双AHB 从接口DMA 总线控制器的新型SOC 系统架构的提出
        4.1.3 二种架构性能对比
    4.2 DMA 总线控制器设计
        4.2.1 通道选择实现
        4.2.2 通道优先级控制实现
        4.2.3 DMA 总线控制模块综合结果
    4.3 AHB 总线整体实现方案.
        4.3.1 地址译玛部分
        4.3.2 AHB 总线模块功能实现
        4.3.3 AHB 总线数据传输实现
        4.3.4 AHB 总线设计仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 SOC 系统验证
    5.1 系统验证
        5.1.1 SOC Bootloader 代码的设计
        5.1.2 中断控制器系统验证
        5.1.3 UART 异步通信模块
    5.2 SOC 系统FPGA 验证
        5.2.1 FPGA 验证环境以及验证流程.
        5.2.2 中断控制器模块
        5.2.3 UART 模块
    5.3 软硬件协同开发中的实时操作系统设计
        5.3.1 软硬件协同开发
        5.3.2 设计目标
        5.3.3 开发环境
        5.3.4 系统设计层次
        5.3.5 系统启动过程
        5.3.6 实时操作系统内核
        5.3.7 实时操作系统的启动
        5.3.8 设备驱动程序
        5.3.9 协同验证过程
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：4021785