FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)需求一直在推動(dòng)著集成電路產(chǎn)業(yè)不斷的飛速發(fā)展。隨著單個(gè)芯片上所集成的晶體管數(shù)目越來(lái)越多，集成電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度也越來(lái)越高。作為芯片設(shè)計(jì)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，功能驗(yàn)證的難度也隨之不斷提高。如何保證驗(yàn)證的正確性和高效性成為芯片設(shè)計(jì)流程中十分重要，但又充滿挑戰(zhàn)的課題。
　　本文研究以主流的 FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)為對(duì)象，主要關(guān)注其存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。文章設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)部存儲(chǔ)系統(tǒng)DDR3控制器及外部存儲(chǔ)系統(tǒng)

2、SD卡控制器，并結(jié)合工程應(yīng)用設(shè)計(jì)了針對(duì)驗(yàn)證平臺(tái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的測(cè)試方案。本文的主要工作以及研究成果具體可分為以下三個(gè)方面：
　　1、FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)部存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。作為兼具高容量、高速度等優(yōu)勢(shì)的存儲(chǔ)設(shè)備，DDR3在FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)中的作用至關(guān)重要，操作系統(tǒng)和大規(guī)模測(cè)試程序都需要依賴DDR3存儲(chǔ)器運(yùn)行。本文首先介紹了DDR3的結(jié)構(gòu)、特征以及工作過(guò)程等，然后實(shí)現(xiàn)了帶有 AXI4總線接口的 DDR3控制器。通過(guò)對(duì)DDR3控制

3、器進(jìn)行功能仿真和實(shí)際測(cè)試，文章證明了該控制器設(shè)計(jì)的正確性和高效性。
　　2、FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)外部存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。SD卡以其極大的靈活性、很好的安全性、高存儲(chǔ)容量及高數(shù)據(jù)傳輸率等優(yōu)點(diǎn)在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)也迫切需要高容量、高速度的外部存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和測(cè)試程序。本文首先分析了SD卡的通信協(xié)議與APB總線協(xié)議，然后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于APB總線的SD卡控制器，通過(guò)在FPGA驗(yàn)證板中進(jìn)行實(shí)際測(cè)試

4、，文章證明了該控制器設(shè)計(jì)的正確性和高效性。
　　3、FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)存儲(chǔ)系統(tǒng)測(cè)試。在FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)中，其存儲(chǔ)系統(tǒng)為進(jìn)行大規(guī)模、高速度的測(cè)試提供了基礎(chǔ)。為了對(duì)平臺(tái)中的存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能和性能測(cè)試，文章提出了針對(duì) FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的測(cè)試方案。然后，本文分析并選取了具有代表性的測(cè)試集。最后，文章詳細(xì)分析了FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)中存儲(chǔ)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果。這些結(jié)果直觀的表明了文章所構(gòu)建的FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)中的存儲(chǔ)系統(tǒng)能