基于FPGA的可层叠组合式SoC原型系统设计

　　垂直层叠模式需要占用原型模块的全部4个连接器，不能再支持其他功能扩展模块，如高速AD/DA模块、视频采集模块等，因此适合外围接口较少的SoC验证。如果外围接口应用丰富，如多媒体SoC验证，就需要采用平铺式层叠模式。
2.2 平铺层叠模式
　　平铺层叠模式是将一个SoC验证模块作为系统主控模块位于上方，其他SoC验证模块作为辅助模块平铺于下方。每个辅助模块通过一个连接器和主控模块通信，共享120个I/O管脚。这种模式支持5个原型模块层叠。辅助模块另外的3个连接器可以用来扩展多种类型的接口板，可以实现非常丰富的接口类型。
　　以5个原型模块平铺层叠为例，其JTAG环路示意图如图9所示。其中原型模块1为主控模块，其他为辅助模块。

3 原型验证实例
　　DTMB是具有自主知识产权的中国数字电视地面广播传输系统标准，采用了多项利于提高系统性能的关键技术，适用于固定和移动两种数字电视接收模式，并支持多业务的混合模式。BHDTMBT1006是北航通信测控技术研究所自主研发的地面数字电视多媒体广播基带调制芯片，其原型验证就是在本文设计的SoC验证系统上完成的。
　　BHDTMBT1006芯片的内部框图如图10所示。在SoC原型模块上，验证程序以芯片的实际工作频率来运行“实速”验证，验证环境如图11所示。

　　在SoC原型模块上主要测试了以下8种模式，包括：
　　(1)FEC 0.4，长交织，4QAM，PN420，C＝3780，无导频
　　(2)FEC 0.4，长交织，4QAM，PN420，C＝1，无导频
　　(3)FEC 0.6，长交织，64QAM，PN420，C＝3780，无导频
　　(4)FEC 0.6，长交织，64QAM，PN420，C＝1，无导频
　　(5)FEC 0.8，长交织，4QAM－NR，PN595，C＝3780，有导频
　　(6)FEC 0.8，长交织，4QAM－NR，PN595，C＝1，有导频
　　(7)FEC 0.8，长交织，16QAM，PN595，C＝3780，有导频
　　(8)FEC 0.8，长交织，16QAM，PN595，C＝1，有导频
　　在信号帧长度为4 200个符号情况下，系统有效净荷数据率测试结果如表1所示。

　　经过SoC原型模块验证后，BHDTMBT1006芯片已经成功流片。封装后样片的测试结果与SoC原型测试参数一致。
　　本文提出了一种基于FPGA的可层叠组合式SoC原型验证系统，并且给出了实现方法。由于采用了创新性的互补型连接器和JTAG控制器，实现了多个原型模块的拼接组合，可以适用于不同领域、不同规模的SoC原型验证。结合了软件硬件协同设计流程，大大降低了SoC验证的复杂度，提高了SoC系统验证的效率。
参考文献
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