一種基于FPGA的NoC驗證平臺的構(gòu)建

　　1．4 NoC軟件

　　NoC軟件主要完成對FPGA硬件平臺的初始化配置和信息收集及統(tǒng)計處理。根據(jù)功能劃分為2部分：

　　1)NoC測試部分 其基本功能包括對FPGA硬件平臺的各個IP中TG內(nèi)部配置寄存器的初始化配置，啟動產(chǎn)生數(shù)據(jù)流并注入到NoC中，同時對NoC的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并實時收集與功能驗證和性能評估相關(guān)的信息。該軟件是在NiosⅡ的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)下用C語言設(shè)計開發(fā)的，在GNU的編譯器下編譯之后形成可以下載到MPU上直接運(yùn)行的二進(jìn)制文件。

　　2)NoC性能統(tǒng)計處理部分 該部分的主要功能是借助于第三方繪圖工具按照NoC性能統(tǒng)計規(guī)則對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，并以圖表的方式直觀顯示NoC的基本功能和統(tǒng)計學(xué)性能。

　　以上兩部分都是在PC機(jī)上開發(fā)完成的，可應(yīng)用于對不同NoC的測試與驗證。這為基于FPGA的硬件驗證平臺增強(qiáng)了靈活性和實用性。

　　2 仿真驗證流程

　　該驗證平臺的驗證流程包括FPGA硬件平臺的構(gòu)建和對該硬件平臺的初始化配置以及NoC運(yùn)行之后的信息收集和統(tǒng)計處理。仿真驗證流程如圖3所示。

　　其流程簡述如下：1)根據(jù)硬件架構(gòu)思想和模塊化設(shè)計策略將用HDL語言描述的NoC連接到FPGA硬件平臺；2)初始化配置FPGA硬件平臺，在PC機(jī)上編寫NoC測試軟件，并通過Jtag線下載到MPU上運(yùn)行，配置TG產(chǎn)生指定流量，并注入到NoC中；3)當(dāng)FPGA平臺運(yùn)行時，即當(dāng)數(shù)據(jù)在NoC各個交換節(jié)點之間傳送或停止傳送時，用戶可以隨時改變配置以產(chǎn)生不同的流量，來測試NoC在不同流量下的性能，并隨時監(jiān)聽測試平臺的運(yùn)行情況；4)將TR收集到的數(shù)據(jù)在NiosⅡIDE的控制臺顯示，并保存數(shù)據(jù)。然后對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，并以圖形的方式直觀顯示待測NoC的性能。

　　3 NoC性能統(tǒng)計處理

　　在驗證平臺中，采用PC機(jī)對NoC中運(yùn)行之后相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并借助于第三方工具將處理結(jié)果以圖形方式顯示，以直觀表示NoC的性能。該平臺對于課題組設(shè)計的Mesh結(jié)構(gòu)的NoC進(jìn)行了功能驗證和性能評估。

　　主要處理包括平均網(wǎng)絡(luò)吞吐量和最近收到的80個數(shù)據(jù)包從發(fā)送端到接收端的網(wǎng)絡(luò)平均延時以及誤碼統(tǒng)計，下面簡單介紹性能評估的方法：

　　1)網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量 對于TR收集到的收包個數(shù)通過PC讀取之后，繪制性能曲線圖。以歸一化仿真時間為基準(zhǔn)，以相同時間段中收集的數(shù)據(jù)包數(shù)目作為網(wǎng)絡(luò)總吞吐量。

　　式中，總運(yùn)行時間xlO％表示取歸一化時延的l／l0。