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

通常情況下，在設計基于FPGA的大型信號處理系統的時(shí)候，設計人員往往需要進(jìn)行費時(shí)費力的仿真。以Xilinx System Generator for DSP為代表的FPGA設計工具，通過(guò)提供可靠的硬件在環(huán)接口（該接口可以直接將FPGA硬件置入設計仿真），來(lái)解決這種問(wèn)題。 　　
通過(guò)在硬件上模擬部分設計，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)數量級。使用硬件在環(huán)還可以讓設計人員實(shí)時(shí)進(jìn)行FPGA硬件調試和驗證。
　　
System Generator for DSP 可以為多類(lèi)FPGA開(kāi)發(fā)平臺提供硬件在環(huán)接口。這些平臺通常通過(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)，具有高存儲帶寬和吞吐率要求的系統協(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 評估平臺具備了高帶寬協(xié)仿真的能力。ML402開(kāi)發(fā)板將直接通過(guò)標準以太網(wǎng)電纜或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程連接到計算機上。
　　
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。當設計人員通過(guò)使用以太網(wǎng)硬件協(xié)仿真接口生成一個(gè)設計的時(shí)候，System Generator for DSP將自動(dòng)在設計周?chē)⒈匾倪壿?，從而在仿真的過(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)設計的System Generator模塊打開(kāi)它的參數配置對話(huà)框，從而生成一個(gè)用于以太網(wǎng)硬件協(xié)仿真的設計。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)人員對那些連至標準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。該接口在后臺管理著(zhù)通信細節和錯誤處理過(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)平臺進(jìn)行通信（圖3）。