[发明专利]基于FPGA的面向通用处理器的测试方法及系统

说明书

本发明提供一种基于FPGA的面向通用处理器的测试方法及系统。所述方法包括：将处理器分割为至少两部分，每部分放在一块FPGA上；设置每块FPGA上的并行数据转串行数据模块的数据转换触发条件；对数据抓取模块进行功能配置；利用调试工具将处理器执行代码重定位；如果并行数据转串行数据的触发条件满足，将所需要的数据下载到数据抓取模块内；在数据抓取模块抓取到所需要的数据后停止数据抓取工作，并将存在数据抓取模块内部的数据导出；将导出的数据转换为VCD格式文件；基于VCD文件进行硬件调试。本发明能够有效解决通用处理器面积较大与FPGA容量有限的矛盾，根据测试需要，提供较为灵活的测试手段。

技术领域

本发明涉及数字电路设计技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的面向通用处理器的测试方法及系统。

背景技术

随着芯片工艺不断改进和升级，通用处理器的规模及复杂度成几何式增长。在项目周期较短的情况下，单纯地基于EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)软件的测试，无法完全确保所有硬件问题都能得到解决。在项目早期，如果能够利用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)测试更多的系统软件，这会给最终芯片的流片和量产带来极大的信心。虽然，近些年FPGA也在不断的改进和升级，但是在容量上单颗FPGA依然无法能够完全容纳处理器及外围电路。虽然将设计分布在不同的FPGA上并不是新鲜话题，但是对于通用处理器来说，由于其完全同步电路设计和其本身内部逻辑前后级关联度高的特点，将设计分布在不同的FPGA上，有一定的技术挑战。另外，在测试系统级软件时，如果硬件出了错误，最后能够显示出错的位置和真正出错的位置可能已经差了千万条指令，要想根据出错的信息分析问题几乎是一件不可能完成的事情。FPGA上测试系统软件，同样面临这样的问题。

目前，由于通用处理器的设计复杂度及高集成度，将设计分布在不同FPGA上的方法都有其各自特点及局限性，而且并没有给出针对通用处理器较为通用的原则和方法。另外，对于FPGA上信号抓取，FPGA公司提供了片上调试手段，如Xilinx的Chipscope工具。但是，由于其触发方式不灵活、提供的调试信号有限、调试信息不足，基本不适用于对于通用处理器的调试。

目前，对于基于FPGA的通用处理器的测试有一些相关的技术，但是对于如何对通用处理器设计进行分割并没有原则性的、有效的方法，而且对于FPGA上如何能获得足够的调试信息，还没有较为有效的方法。

发明内容

本发明提供的基于FPGA的面向通用处理器的测试方法及系统，能够有效解决通用处理器面积较大与FPGA容量有限的矛盾，根据测试需要，提供较为灵活的测试手段。

第一方面，本发明提供一种基于FPGA的面向通用处理器的测试方法，包括：

将处理器分割为至少两部分，每部分放在一块FPGA上,对处理器的分割按照以下原则进行：在分割处理器时，找到不需要下一级模块信号当前周期反馈的信号，在通过该信号连接上一级模块和下一级模块之间的地方进行处理器分割；如果找不到，则在总线功能区域或者接近总线功能区域进行处理器分割；

设置每块FPGA上的并行数据转串行数据模块的数据转换触发条件；

对数据抓取模块进行功能配置；

利用调试工具将处理器执行代码重定位；

如果并行数据转串行数据的触发条件满足，将所需要的数据下载到数据抓取模块内；

在数据抓取模块抓取到所需要的数据后停止数据抓取工作，并将存在数据抓取模块内部的数据导出；

将导出的数据转换为VCD格式文件；

基于VCD文件进行硬件调试。

可选地，所述对数据抓取模块进行功能配置包括：对数据过滤、触发条件、是否对传递数据进行抓取以及是否对DDR数据进行读取进行配置。