基于VPI技術的全芯片混合仿真*

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(中國電子科技集團公司 第三十八研究所,合肥 230088)

引 言

隨著半導體工藝的快速發(fā)展，超大規(guī)模集成電路設計技術日益成熟，系統(tǒng)芯片(System on Chip, SoC)已成為主流的設計技術。伴隨“摩爾定律”所預言的晶體管增長趨勢，IC設計復雜度還在持續(xù)不斷增大。隨著芯片規(guī)模的快速增長，其相應的設計、驗證的難度也在不斷增大，這使得在芯片設計流程的后期，調(diào)試、驗證所需的代價增大。因此，一方面需要盡可能在設計周期的早期給出標準的參考模型，以確定芯片架構(gòu)并發(fā)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)中存在的問題。另一方面，目標機上運行的軟件開發(fā)和調(diào)試也需要一個完整而可靠的參考環(huán)境，也就是說目前在IC設計的各個階段中，構(gòu)建功能完備、周期精確的全芯片仿真平臺具有重要意義。

基于C/C++的純軟件仿真方法[1-4]具有描述能力強、抽象層次豐富、仿真速度快等諸多優(yōu)勢，但是在一個較大規(guī)模的全芯片系統(tǒng)中想要同時獲取所有子模塊對應的周期精確的軟件模型難度較大，在實際操作中幾乎很難滿足；另一方面，基于硬件描述語言Verilog HDL的前端數(shù)字仿真[5-6]雖然具有周期精確且IP庫豐富的優(yōu)勢，但其行為級描述能力有限，而且通常仿真速度較慢。

本文針對此問題，首先介紹基于SystemC[7]的純軟件虛擬仿真方法并分析其特點，然后提出了一種基于VPI技術的全芯片混合仿真方法并通過實際工程應用證明其有效性。

1 SystemC軟件建模方法

基于片上網(wǎng)絡的復雜SoC電子系統(tǒng)的設計需要使用先進的系統(tǒng)級描述語言對其進行描述?！?br>