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1、嵌入式技术施乐宁等:基于ARM7TDMI的SoC的FPGA验证平台的设计基于ARM7TDMI的SoC的FPGA验证平台的设计施乐宁,董金明(北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083)摘要:针对片上系统(SoC)开发周期较长和现场可编程门阵列(FPGA)可重用的特点,设计了基于ARM7TDMI处理器核的SoC的百万门级FPGA验证平台。介绍了怎样设计平台并利用该平台进行IP核验证、底层硬件驱动和实时操作系统及高层应用软件的验证。使用该平台能够基本验证SoC系统的设计,并加快SoC系统的开发。整个系统原理清晰,结构简单,扩展灵活、方便。
2、关键词:SoC;FPGA;验证平台;ARM7TDMI中图分类号:TN492文献标识码:B文章编号:10042373X(2007)102072202DesignoftheFPGAVerificationPlatformoftheSoCBasedonARM7TDMISHILening,DONGJinming(SchoolofElectronicInformationEngineering,BeihangUniversity,Beijing,100083,China)Abstract:Duetothelongdevelopmentperiodof
3、theSoC,thereusecharacteristicofFPGAisadopted.BasedontheARM7TDMICPUcore,aSoCverificationplatformisdesigned.TheplatformtechniquessuchashowtoverifythehardwareIP,howtocodedrivers,howtotestreal-timeoperationsystemandhowtotesttoplevelapplicationsoftwarearepresented.Thesystemwhic
4、hverifiesthewholedesignmainlyconsistsofFPGA.Thewholesystemisverytransparent,anditsupgradewouldbefairlyflexibleandconvenient.Keywords:SoC;FPGA;verificationplatform;ARM7TDMI由现场可编程门阵列(FPGA)对片上系统(SoC)设计Xilinx公司的Virtex-ⅡXC2V6000(6MGates)作为验证进行功能验证是ASIC设计的必备环节。本文利用FPGASoC用FPGA。该
5、器件由一系列的可编程逻辑单元(Slice)重用性好、现场可编程的优势,开发一个能覆盖绝大部分组成,每个Slice由上下两部分组成,每部分又由一个Reg2设计的可进行实时监测和分析的验证平台,以全实时方式ister和LUT组成。此外,该器件内部还包含丰富的嵌入运行设计所产生的硬件代码和软件代码,以达成可同步验可编程RAM模块和底层嵌入功能单元。证设计的目标。1验证平台的设计1.1系统设计图1是设计的SoC系统架构,选用了ARM7TDMI处理器核,他是一个RISC体系的32位CPU,具有功耗低、性价比高、代码密度高3大特点。此设计包括AMBA总
6、线、DMA控制器和AHB2APBBridge、时钟和功耗管理单元(CPRMU)、中断控制器(ICT)、通用定时器(TIMER)、通用串行总线(USB)客户端控制器等。图2是该SoC验证平台的结构框图,主要选用ARM公司提供的IM2LT3、CoreTile和LogicTile开发板搭建图1SoC系统架构构成,此外还有自行设计的扩展验证板1块。其中IM-图2中扩展验证板的主要功能是提供验证用的各种LT3提供电源、复位源及JTAG接口。CoreTile提供外部接口,例如USB和FLASH等。ARM公司的ARM7TDMITestChip。Logic
7、Tile提供1.2电源设计收稿日期:2006209230拥有符合FPGA要求的电压对该验证环境的设计十72《现代电子技术》2007年第10期总第249期þ嵌入式与单片机ü分重要。ARM公司提供的LogicTile已经为FPGA提供改。主要包括:利用XilinxISE自带的CoreGenerator工了必要的3.3VIO电压及1.5V内核电压。另外,应外具将ASIC的ROM,RAM替换成FPGA内的ROM,部低功耗FLASH的需求,扩展验证板上还提供了2.5VRAM;修改ASIC的时钟和功耗管理单元(CPRMU),去掉FLASHIO电压。在F
8、PGA内部较难实现的ClockGating部分;将设计中可综合的ARM7TDMI的代码部分去除,改由ARM7TDMITestChip实现其功能,并对顶层端口进行相应修改。修改完毕
