[发明专利]一种基于PowerPC处理器的DMA事务级建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建模方法。特别是涉及一种基于PowerPC处理器的DMA事务级建模方法。

背景技术

随着SoC设计的发展，软硬件设计变的越来越复杂，但是，软件的复杂度的增长速度却大大超过了硬件复杂度的增加。对于复杂的SoC设计，在搭建整个系统早期，需要对整个系统架构进行评估，以确定架构各项性能是否达到要求。由于传统的寄存器传输级(Register Transfer Level,RTL)设计与验证已不能满足用户对设计时间，制造成本与产品性能的要求。电子系统级(ESL，Electronic System Level)这种更高层次的设计方法也因此产生。基于ESL的SoC设计可有效地克服传统SoC设计方法在硬件建模，系统验证以及架构探索方面的局限性，可以快速地搭建硬件平台，并快速开发相应的软件代码进行高可靠的系统验证，进而确定系统的最优架构。事务级建模(Transaction Level Modeling，TLM)作为ESL的核心，采用事务的形式对通信进行封闭，希望提高对复杂系统的设计与验证的效率，充分发挥SoC所带来的优势。与RTL相比，事务级(Transaction Level，TL)最本质的特点在于使用高层次的事务对通信进行封装，能够极大的简化仿真过程，有效提高仿真效率。

SystemC是一种软硬件设计语言，在软硬件协同设计中应用十分广泛，SystemC-TLM2.0是一套用来进行事务级建模的标准，SystemC隐藏了管脚等信息。这使得大大降低了对系统，尤其是复杂通信系统建模的复杂度，同时也提高了模拟性能，能够巧妙的完成模块的仿真，特别是模块间的通信。Qemu是一套由Fabrice Bellard编写的用来模拟处理器行为的虚拟机软件，能够模拟多种ARM，Spark，PowerPC等多种处理器的运行，由于Qemu采用动态二进制翻译技术，使得Qemu有着远远超出RTL仿真的速度，基于QEMU的ARM11启动Linux操作系统内核的速度与实际硬件几乎相同。使用SystemC和Qemu的联合仿真能够结合两者的优点，使仿真的效率和灵活性大大提高。

PowerPC处理器因其优异的性能和极高的安全性，得到了广泛的应用，特别在军工和政府机构等安全需求高的部门的应用更为广泛。直接存储器读取(Direct Memory Access，DMA)控制器作为现代处理器的重要部分，也是PowerPC处理器的重要组成部分，基于PowerPC处理器的DMA控制器是一四通道DMA控制器主要有以下特性：1)支持内存设备和外围设备之间甚至不同速度设备之间的传输；2)支持不同传输宽度的传输；3)支持burst传输；4)支持地址递增和递减两种方式；5)支持Scatter/Gather传输。这款DMA是一款十分完善的DMA控制器，在PowerPC处理器上得到应用。而现有的Qemu并未对DMA进行实现，但是并未对DMA进行建模，从而导致不能支持DMA的相关仿真。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于PowerPC处理器的DMA事务级建模方法，一方面对DMA进行建模使之能够支持对DMA相关仿真。另一方面完善指令集仿真器，使之支持DCR(设备控制寄存器，Device Control Register)指令，从而使用户能够灵活使用DCR指令实现对DMA的配置和使用。

本发明所采用的技术方案是：一种基于PowerPC处理器的DMA事务级建模方法，是在法国TIMA实验室的系统仿真验证平台Rabbits的基础上进行建模，包括：

总线，使用SystemC-TLM2.0进行事务级建模，用于处理主设备模块的传输请求；

内存，使用SystemC-TLM2.0进行事务级建模，连接总线，用于存储数据和指令，提供给DMA控制器和CPU单元；

外围设备，使用SystemC-TLM2.0进行事务级建模，连接总线；还设置有

DMA控制器，使用SystemC-TLM2.0进行事务级建模，连接总线，用于进行数据搬运的控制，并发出中断请求信号；

CPU单元，输入端连接DMA控制器接收DMA控制器发出的中断请求信号，连接总线用于读写内存的数据和指令、读写DMA控制器中的寄存器以及读写外围设备中的数据，并模拟PowerPC指令和对中断请求进行处理；

所述的DMA控制器包括有与所述的总线相连的执行单元，与所述的执行单元相连的四个通道，4个公共寄存器。