PCI Express協(xié)議實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證
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2．2 接口設(shè)計(jì)
接口設(shè)計(jì)主要包括本地接口設(shè)計(jì)、配置寄存器擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)和電源管理接口設(shè)計(jì)3部分。
本地接口用于用戶邏輯與遠(yuǎn)端PCI Express設(shè)備之間傳輸TLP，在本地接口總線上所傳輸?shù)腡LP均需滿足標(biāo)準(zhǔn)的PCI Express數(shù)據(jù)包格式。本地接口又分為發(fā)送接口和接收接口，PCI Express IP核通過發(fā)送接口在PCI Express鏈路上發(fā)送PCI Express包，通過接收接口從PCI Exp ress鏈路上接收PCI Express包。
配置寄存器擴(kuò)展接口主要用于實(shí)現(xiàn)額外的PCI能力項(xiàng)和配置寄存器。根據(jù)PCI Express規(guī)范，原則上只有跟PCI Express配置相關(guān)的寄存器才可以放入配置空間。本文設(shè)計(jì)的PCI Express IP核是PCI Express端點(diǎn)(Endpoint)，故使用標(biāo)準(zhǔn)Type0配置空間，該空間占用了0x000～0x0 BF地址范圍，配置寄存器擴(kuò)展接口可使用空間的地址范圍從0x0C0～0xFFF。
3 PCI Express IP核功能驗(yàn)證
驗(yàn)證是比設(shè)計(jì)更重要的一個環(huán)節(jié)，它穿越了整個設(shè)計(jì)流程，以便盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能存在的錯誤和缺陷。功能驗(yàn)證指驗(yàn)證RTL代碼是否符合原始的設(shè)計(jì)需求和規(guī)格，在這里指驗(yàn)證設(shè)計(jì)的PCI Express IP核是否符合PCI Express規(guī)范。本文采用基于虛擬平臺的驗(yàn)證方法對設(shè)計(jì)的PCI Express IP核進(jìn)行協(xié)議層驗(yàn)證和應(yīng)用層驗(yàn)證。
3．1 協(xié)議層驗(yàn)證
本文采用Denali公司的PureSuite測試工具對PCI Express IP核的協(xié)議層進(jìn)行驗(yàn)證。PureSuite可以測試PCI Express設(shè)計(jì)的兼容性，包含完整的測試用例，且與PCI-SIG的兼容性驗(yàn)收列表完全匹配。PureSuite覆蓋了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、事務(wù)層以及配置空間，包括定向測試和隨機(jī)測試，使用PureSpec總線功能模型對待測設(shè)計(jì)施加合適的激勵，該功能模型使用SOMA配置文件來約束功能模型的行為和特性。PureSu ite充分發(fā)揮了Denali的先進(jìn)特性，自動產(chǎn)生測試激勵，并報告測試結(jié)果。使用PureSuite對PCI Express IP核進(jìn)行兼容性測試主要需要四個步驟，測試平臺搭建、測試用例選擇、運(yùn)行仿真、查看結(jié)果。
測試平臺搭建主要包括對DUT的實(shí)例化以及創(chuàng)建約束DUT特性的SOMA文件。首先，編寫Testbench文件，把Denali的模型和監(jiān)視器以及DUT連接起來，并指定對應(yīng)的SOMA文件，分別對上述3個模塊進(jìn)行特性約束。其次，使用Denali的圖形化工具PureView創(chuàng)建DUT監(jiān)視器模塊及其SOMA文件，需要把PCI Express IP核的特性全部寫入該SOMA文件中。
由于Denali的PureSuite包含了一套完整的測試用例，其中有許多是DUT所不具備的能力，故在運(yùn)行仿真前需要選擇與DUT配套的測試用例，當(dāng)然也可以指定一些測試用例進(jìn)行單獨(dú)測試，以禁止運(yùn)行DUT所不具有的特性的測試用例。PureSuite提供5大類測試，包括事務(wù)層測試、PHY測試、數(shù)據(jù)鏈路層測試、配置空間測試和虛通道測試，本文的設(shè)計(jì)不包括PHY部分，故僅對DUT進(jìn)行了其余4類測試。
在進(jìn)行協(xié)議層仿真時，本文使用NC-SIM仿真工具在Linux系統(tǒng)下進(jìn)行。仿真平臺搭建好后，需要編寫運(yùn)行腳本文件。在編寫腳本文件中，主要包括對代碼進(jìn)行編譯、指定編譯器及其參數(shù)、指定仿真頂層等。一切準(zhǔn)備就緒后，便可以運(yùn)行仿真。在仿真過程中需要查看仿真波形，要在仿真頂層文件“tb．v”中把保存波形數(shù)據(jù)庫，在仿真過程中或仿真結(jié)束后用SimVision工具打開波形數(shù)據(jù)庫查看波形。
仿真過程結(jié)束后，PureSuite會生成一個測試結(jié)果文件puresuite．status，該文件包含了仿真運(yùn)行的詳細(xì)結(jié)果及統(tǒng)計(jì)結(jié)果，整個設(shè)計(jì)的4類測試項(xiàng)均測試成功。
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