一種基于FPGA的NoC驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建

　　1．4 NoC軟件

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

　　1)NoC測(cè)試部分 其基本功能包括對(duì)FPGA硬件平臺(tái)的各個(gè)IP中TG內(nèi)部配置寄存器的初始化配置，啟動(dòng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流并注入到NoC中，同時(shí)對(duì)NoC的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)收集與功能驗(yàn)證和性能評(píng)估相關(guān)的信息。該軟件是在NiosⅡ的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)下用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)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(jì)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(jì)規(guī)則對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，并以圖表的方式直觀顯示NoC的基本功能和統(tǒng)計(jì)學(xué)性能。

　　以上兩部分都是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)完成的，可應(yīng)用于對(duì)不同NoC的測(cè)試與驗(yàn)證。這為基于FPGA的硬件驗(yàn)證平臺(tái)增強(qiáng)了靈活性和實(shí)用性。

　　2 仿真驗(yàn)證流程

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

　　其流程簡(jiǎn)述如下：1)根據(jù)硬件架構(gòu)思想和模塊化設(shè)計(jì)策略將用HDL語(yǔ)言描述的NoC連接到FPGA硬件平臺(tái)；2)初始化配置FPGA硬件平臺(tái)，在PC機(jī)上編寫(xiě)NoC測(cè)試軟件，并通過(guò)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(tái)運(yùn)行時(shí)，即當(dāng)數(shù)據(jù)在NoC各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)之間傳送或停止傳送時(shí)，用戶(hù)可以隨時(shí)改變配置以產(chǎn)生不同的流量，來(lái)測(cè)試NoC在不同流量下的性能，并隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)測(cè)試平臺(tái)的運(yùn)行情況；4)將TR收集到的數(shù)據(jù)在NiosⅡIDE的控制臺(tái)顯示，并保存數(shù)據(jù)。然后對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，并以圖形的方式直觀顯示待測(cè)NoC的性能。

　　3 NoC性能統(tǒng)計(jì)處理

　　在驗(yàn)證平臺(tái)中，采用PC機(jī)對(duì)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(tái)對(duì)于課題組設(shè)計(jì)的Mesh結(jié)構(gòu)的NoC進(jìn)行了功能驗(yàn)證和性能評(píng)估。

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

　　1)網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量 對(duì)于TR收集到的收包個(gè)數(shù)通過(guò)PC讀取之后，繪制性能曲線圖。以歸一化仿真時(shí)間為基準(zhǔn)，以相同時(shí)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(shí)間xlO％表示取歸一化時(shí)延的l／l0。