[发明专利]基于FPGA集群的SoC芯片验证系统、验证方法、装置

说明书

本公开的实施例提供了一种基于FPGA集群的SoC芯片验证系统、验证方法、装置。该SoC芯片验证系统包括顶层FPGA模块，一个或多个底层FPGA模块；其中，顶层FPGA模块用于实现SoC芯片的总线以及除底层模块外的所有逻辑运算功能；每个底层FPGA模块用于实现SoC芯片中一个独立的逻辑运算单元；顶层FPGA模块与各底层FPGA模块分别通过高速串行接口进行数据传输。以此方式，可以实现使用资源有限的FPGA进行大规模SoC芯片的原型验证，突破了由于FPGA本身资源的不足对原型验证产生的限制。

技术领域

本公开属于芯片设计领域，尤其涉及基于FPGA集群的SoC芯片。

背景技术

片上系统(SoC，System on Chip)是指在单个芯片上集成一个完整的系统。由于集成了包括处理器、加速器、总线、存储资源、外设接口等组件，芯片功能和性能都得到了大幅提升。SoC的出现使得专用集成芯片(ASIC，Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)设计的复杂度以指数增长，这使得验证工作成为芯片设计中的关键瓶颈，FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)验证的重要性进一步凸显。

但是由于FPGA本身资源的不足对原型验证产生的限制，现有的使用FPGA设计SoC芯片进行验证的方案，无法进行大规模SoC芯片的原型验证。

发明内容

本公开提供了一种基于FPGA集群的SoC芯片验证系统、验证方法、装置、设备以及存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种基于FPGA集群的SoC芯片验证系统，该SoC芯片验证系统包括顶层FPGA模块，一个或多个底层FPGA模块；

其中，顶层FPGA模块用于实现SoC芯片的总线以及除底层模块外的所有逻辑运算功能；

每个底层FPGA模块用于实现SoC芯片中一个独立的逻辑运算单元；

顶层FPGA模块与各底层FPGA模块分别通过高速串行接口进行数据传输。

在第一方面的一些实现方式中，顶层FPGA模块和各底层FPGA模块是根据SoC芯片的逻辑运算功能、逻辑运算规模以及FPGA模块的逻辑运算规模确定的。

在第一方面的一些实现方式中，顶层FPGA模块以及底层FPGA模块还分别包括数据传输接口；

数据传输接口包括总线协议转换模块，用于将对应的FPGA模块生成的并行数据转换为串行数据进行发送，或，将接收的串行数据转换为并行数据转发给对应的FPGA模块。

在第一方面的一些实现方式中，顶层FPGA模块的数据传输接口中包括的总线协议转换模块通过高速串行接口与底层FPGA模块的数据传输接口中包括的总线协议转换模块进行串行通信。

在第一方面的一些实现方式中，总线协议转换模块还用于将FPGA模块生成的并行数据，或，通过高速串行接口接收的串行数据进行数据校验并反馈校验结果。

在第一方面的一些实现方式中，高速串行接口与FPGA集群兼容，且传输速率与SoC芯片使用的频率匹配。

在第一方面的一些实现方式中，总线协议转换模块的吞吐率与高速串行接口匹配。

根据本公开的第二方面，提供了一种基于FPGA集群的SoC芯片的验证方法，方法包括：

确定SoC芯片的总线以及所有逻辑运算功能；

根据SoC芯片的逻辑运算功能、逻辑运算规模以及FPGA模块的逻辑运算规模确定顶层逻辑运算以及各底层逻辑运算；

将顶层逻辑运算对应的功能以及总线功能分配给顶层FPGA模块，将各底层逻辑运算对应的功能分配给对应的各底层FPGA模块；