摘 要:FPGA 是一种将功能设计映射成具体硬件电路的可编程逻辑器件。这种硬件实现的特性加上愈发庞大的设计规模,使得大规模 FPGA 设计的高效仿真成为难点。不同于以往软件仿真的方法,文章基于 XpressGXS10 加速板卡搭建了一种FPGA 硬件仿真平台。在 MATLAB 中生成测试激励和参考模型,在加速板卡中实现仿真组件和映射待测设计(DUT),可以实现 FPGA 的硬件仿真加速。最后提出了一种针对 OFDM 逻辑设计的硬件仿真系统,验证了该硬件仿真平台的可行性和高效性。
关键词:硬件仿真;FPGA;MATLAB;XpressGXS10
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2022.20.024
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2022)20-0098-05
Research on FPGA Hardware Simulation Platform Based on XpressGXS10
LI Kailiang, LIU Yang
(Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
Abstract: FPGA is a programmable logic device that maps functional design into specific hardware circuit. The characteristics of this hardware implementation and the increasingly large design scale make the efficient simulation of large-scale FPGA design difficult. Different from the previous software simulation methods, a FPGA hardware simulation platform is built based on XpressGXS10 acceleration board. The hardware simulation acceleration of FPGA can be realized by generating test stimulus and reference model in MATLAB, implementing simulation components and mapping design to test (DUT) in the accelerator board. Finally, a hardware simulation system for OFDM logic design is proposed to verify the feasibility and efficiency of the hardware simulation platform.
Keywords: hardware simulation; FPGA; MATLAB; XpressGXS10
参考文献:
[1] 蒋昊,李哲英 . 基于多种 EDA 工具的 FPGA 设计流程 [J].微计算机信息,2007(32):201-203.
[2] 赵欢,李东伟,朱倩,等 .FPGA 仿真验证工具及前沿技术综述 [J]. 电子测试,2020(13):100-103.
[3] 张中前 . 基于 FPGA 设计的功能验证技术 [J]. 机电元件,2012,32(3):28-31+44.
[4] 陈军花,石颢,柴金宝.FPGA软件形式化验证技术研究 [J].现代信息科技,2021,5(19):30-33.
[5] Accellera. Universal Verification Methodology (UVM) 1.2 User’s Guide [EB/OL].[2022-06-18].https://www. accellera.org/downloads/standards/uvm.
[6] 李晨阳,宋澍申,王涛,等 . 一种基于 UVM 的高层次化验证平台设计 [J]. 微电子学与计算机,2019,36(6):79-83.
[7] 张强 .UVM 实战(卷Ⅰ)[M]. 北京:机械工业出版社,2014.
[8] 王丽,周明,孙正凯 .FPGA 软件测试模型及过程管理研究[J]. 计算机技术与发展,2014,24(10):140-143+154.
[9] 马飞,刘琦,包斌 . 基于 FPGA 的 AXI4 总线时序设计与实现 [J]. 电子技术应用,2015,41(6):13-15+19.
[10] 甄国涌,苏慧思,陈建军,等 . 基于 FPGA 的 PCIe 接口的数据传输设计与实现 [J]. 国外电子测量技术,2021,40(12):72-76.
作者简介:李凯亮(1993—),男,汉族,江苏徐州人,硕士在读,主要研究方向:可编程逻辑仿真与验证、5G 在工业物联网的应用等;刘洋(1988—),男,汉族,江苏无锡人,副教授,硕导,博士研究生,主要研究方向:面向 6G 移动通信系统的信道特性分析与建模、非正交多址接入等。