基于以太網(wǎng)硬件協(xié)仿真接口實(shí)現(xiàn)便捷和高帶寬的仿真

通常情況下，在設(shè)計(jì)基于FPGA的大型信號(hào)處理系統(tǒng)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員往往需要進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的仿真。以Xilinx System Generator for DSP為代表的FPGA設(shè)計(jì)工具，通過(guò)提供可靠的硬件在環(huán)接口（該接口可以直接將FPGA硬件置入設(shè)計(jì)仿真），來(lái)解決這種問(wèn)題。 　　
通過(guò)在硬件上模擬部分設(shè)計(jì)，這些接口可以大大提高仿真的速度——通?？梢蕴岣咭粋€(gè)甚至多個(gè)數(shù)量級(jí)。使用硬件在環(huán)還可以讓設(shè)計(jì)人員實(shí)時(shí)進(jìn)行FPGA硬件調(diào)試和驗(yàn)證。
　　
System Generator for DSP 可以為多類(lèi)FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供硬件在環(huán)接口。這些平臺(tái)通常通過(guò)不同的物理接口和PC建立通信。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)JTAG協(xié)仿真接口可以允許任何一個(gè)具備JTAG頭和Xilinx FPGA的FPGA板在System Generator for DSP內(nèi)部進(jìn)行協(xié)仿真。其它類(lèi)型的板卡，比如XtremeDSPTM開(kāi)發(fā)工具套件，是通過(guò)PCI總線(xiàn)進(jìn)行通信的。直到最近以來(lái)，具有高存儲(chǔ)帶寬和吞吐率要求的系統(tǒng)協(xié)仿真（例如視頻和圖像處理），還只能在那些通過(guò)PCI或者是PCMCIA接口直接與PC建立通信的開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行。
　　
基于以太網(wǎng)的協(xié)仿真
　　
System Generator for DSP 8.1內(nèi)含一個(gè)全新的以太網(wǎng)協(xié)仿真接口，該接口首次讓Xilinx ML402 評(píng)估平臺(tái)具備了高帶寬協(xié)仿真的能力。ML402開(kāi)發(fā)板將直接通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程連接到計(jì)算機(jī)上。
　　
接口的核心是Xilinx三態(tài)以太網(wǎng)MAC核，它可以支持10/100/1000 Mbps半雙工和全雙工操作模式。當(dāng)設(shè)計(jì)人員通過(guò)使用以太網(wǎng)硬件協(xié)仿真接口生成一個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，System Generator for DSP將自動(dòng)在設(shè)計(jì)周?chē)⒈匾倪壿嫞瑥亩诜抡娴倪^(guò)程中，通過(guò)以太網(wǎng)連接與FPGA進(jìn)行通信（圖1）。 你還可以雙擊任意一個(gè)設(shè)計(jì)的System Generator模塊打開(kāi)它的參數(shù)配置對(duì)話(huà)框，從而生成一個(gè)用于以太網(wǎng)硬件協(xié)仿真的設(shè)計(jì)。在編譯菜單下，從硬件協(xié)仿真菜單中選擇ML402/Ethernet編譯（參見(jiàn)圖2）。你可以在兩種不同的以太網(wǎng)協(xié)仿真模式中進(jìn)行選擇。

　　
基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)仿真
　　
基于網(wǎng)絡(luò)的接口可以讓開(kāi)發(fā)人員對(duì)那些連至標(biāo)準(zhǔn)IPv4網(wǎng)絡(luò)的FPGA硬件進(jìn)行協(xié)仿真。由于IPv4這種網(wǎng)絡(luò)幾乎無(wú)處不在，基于網(wǎng)絡(luò)的接口，為與連接至有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程FPGA開(kāi)發(fā)板建立通信提供了一條便捷的途徑。該接口在后臺(tái)管理著通信細(xì)節(jié)和錯(cuò)誤處理過(guò)程（在丟包后重新進(jìn)行傳送）。System Generator for DSP通過(guò)分析ML402板的IP地址來(lái)決定在協(xié)仿真過(guò)程中與哪個(gè)平臺(tái)進(jìn)行通信（圖3）。