[发明专利]基于PowerPC SoC架构的仿真平台设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真平台设计方法。特别是涉及一种基于SystemC事务级建模，在PowerPCSoC仿真平台基础之上的基于PowerPCSoC架构的仿真平台设计方法。

背景技术

基于ESL(ESL,ElectronicSystemLevel)的SoC设计可以快速地搭建硬件平台，并快速开发/验证软件应用程序，进而确定系统的最优架构，实现SoC的软硬件的协同设计。ESL设计包含两种技术，一种是基于事务级建模的方法，该方法可利用SystemC语言对硬件模块的行为进行精确建模，并以此完成系统验证及设计空间探测，但精确的建模导致所描述的硬件平台仿真速度过慢，无法运行规模较大的系统/应用软件，如操作系统，高清视频解码等。另一种方法为虚拟机技术，侧重于对硬件功能的描述。因此，仿真速度较快，可运行操作系统等大规模系统或应用软件，但是过粗的建模精度导致无法对SoC架构的优劣进行评估。如何综合以上两种方法的优点，在保证ESL设计精度的同时提高仿真速度已成为SoC设计方法学领域所关心的问题。

PowerPC是一种由POWER架构衍生出来的精简指令集架构的中央处理器。PowerPC架构被公认为第二代高性能精简指令集计算机的代表。PowerPC具有高性能，高稳定性，可靠性，良好的软件兼容，芯片性能选择范围大等优势，不仅用于大型服务器，个人PC上，而且广泛应用于汽车电子、航空电子、监控设备、打印设备、工业控制、医疗设备等领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在保证ESL设计精度的同时提高仿真速度，使得用户在没有真实的硬件条件下就能够进行软件和硬件的协同开发以及功能验证的基于PowerPCSoC架构的仿真平台设计方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于PowerPCSoC架构的仿真平台设计方法，包括如下步骤：

1)指令集仿真，采用QEMU虚拟机的动态二进制翻译技术作为PowerPCSoC架构仿真平的指令集仿真器进行指令集仿真；

2)对仿真平台中关键组件建模，基于SystemC事务级建模方法，完成了对主设备模块和从设备模块的精确建模，设计出具有完整功能的PowerPCSoC架构的仿真平台；

3)中断设计，实现仿真平台的中断系统。

步骤1)所述的指令集仿真是在QEMU中PowerPC架构的基础上实现的，首先将所有PowerPC指令集添加到QEMU的指令表中，然后根据PowerPC指令的操作码去查找QEMU指令表中的对应指令。

所述的QEMU指令表中包含两部分，第一部分是根据指令操作码的定义，把操作的数值存入QEMU指令表中，形成指令表的索引；第二部分是为了实现任一指令的功能所对应的函数，所述函数把相应指令分解成微操作。

步骤1)所述的指令集仿真具体包括：

创建op.c文件，并定义所有的微操作函数；op.c文件中每一个微操作函数，都会生成一个固定的微操作特征值函数，微操作特征值函数为每一个微操作分配一个固定的特征值，定义在创建的gen_op.h文件中，在创建的translate.c文件中将PowerPC指令翻译成多个微操作特征值函数，进而生成微操作特征值数组，根据微操作特征值数组，查找op.c文件所生成的微操作索引表，生成TB块指令Buffer，构成PowerPC的指令集仿真器，从而进行指令集仿真。

步骤2)中所述的主设备模块包括SystemCWrapper和指令集仿真器；所述的从设备模块包括：存储器、tty显示器、framebuffer帧缓存图片显示模块和time时钟模块。

步骤2)所述的对主设备模块的精确建模包括：