【摘要】：隨著半導(dǎo)體與集成電路技術(shù)的發(fā)展,成百甚至上千的IP核將集成到單個(gè)芯片上,片上系統(tǒng)(System on Chip,So C)內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)的吞吐量、延時(shí)、功耗、信號(hào)完整性以及時(shí)鐘同步等問(wèn)題變得更加復(fù)雜。片上網(wǎng)絡(luò)(Network on Chip,No C)采用基于數(shù)據(jù)包的傳輸方式,為模塊之間的互連提供高效、可靠、靈活的通信架構(gòu),成為解決復(fù)雜So C設(shè)計(jì)中全局互連與通信問(wèn)題的有效方案。片上網(wǎng)絡(luò)No C的架構(gòu)特性為片上系統(tǒng)的驗(yàn)證和測(cè)試帶來(lái)了挑戰(zhàn)和機(jī)遇,迫切需要測(cè)試和驗(yàn)證方法的改進(jìn)和創(chuàng)新。論文對(duì)基于No C的片上系統(tǒng)驗(yàn)證和測(cè)試中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,重點(diǎn)解決了測(cè)試數(shù)據(jù)壓縮編碼、面向No C的多測(cè)試模式的測(cè)試殼設(shè)計(jì)、面向測(cè)試優(yōu)化的No C映射等關(guān)鍵問(wèn)題,并最終建立了模塊化的基于No C的片上系統(tǒng)驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)。論文首先提出了一種基于No C的片上系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)壓縮編碼——改進(jìn)型游程編碼AFDR,可用于實(shí)現(xiàn)IP核測(cè)試數(shù)據(jù)的壓縮,使得整體片上系統(tǒng)測(cè)試時(shí)間有效地減少。運(yùn)用該編碼方案對(duì)多組ISCAS’89標(biāo)準(zhǔn)電路的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,并和其他壓縮方案進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)同時(shí)對(duì)0游程和1游程進(jìn)行處理,并對(duì)特定序列進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化編碼,提出的AFDR編碼壓縮效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)壓縮方案,其平均壓縮比優(yōu)于MFDR編碼11.22%,優(yōu)于SVIC編碼1.92%。論文同時(shí)還給出了AFDR編碼優(yōu)越性的理論分析和相配合的解壓縮電路設(shè)計(jì)。為解決系統(tǒng)芯片的高效測(cè)試問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)的兼容IEEE 1500標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式IP核的測(cè)試殼,該測(cè)試殼模塊可高效地支持基于No C的片上系統(tǒng)單播和多播測(cè)試。此外,設(shè)計(jì)的串行和并行測(cè)試響應(yīng)比較器使得IP核有無(wú)故障可在測(cè)試殼內(nèi)直接確認(rèn),并在單播和多播測(cè)試模式下快速傳輸測(cè)試結(jié)果,極大地提高了測(cè)試的效率和靈活性。此外,論文還介紹了相關(guān)的多播數(shù)據(jù)傳輸無(wú)死鎖路由器的設(shè)計(jì)。以ISCAS’89電路作為IP核構(gòu)建了多個(gè)No C,進(jìn)行單播和多播測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該測(cè)試殼可以有效地實(shí)現(xiàn)基于No C的片上系統(tǒng)多模式測(cè)試,且所設(shè)計(jì)的串并行測(cè)試響應(yīng)比較器可明顯地減少測(cè)試時(shí)間。在設(shè)計(jì)了內(nèi)嵌IP核測(cè)試殼的基礎(chǔ)上,為實(shí)施基于No C的片上系統(tǒng)并行測(cè)試,深入研究了多核并行測(cè)試調(diào)度算法,并基于設(shè)計(jì)的并行測(cè)試結(jié)構(gòu),提出了面向測(cè)試優(yōu)化的No C映射方案。首先提出一種分段式的測(cè)試優(yōu)化的映射方法,在滿足帶寬和分組內(nèi)IP核個(gè)數(shù)約束的條件下,使用分組調(diào)度算法先得到并行測(cè)試時(shí)間最小的分組,然后基于現(xiàn)有分組和IP核之間的通信量約束,運(yùn)用啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)測(cè)試優(yōu)化的No C映射。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,應(yīng)用該方案后,測(cè)試時(shí)間平均減少12.67%;與隨機(jī)任務(wù)映射相比,映射代價(jià)平均減少24.5%。論文還進(jìn)一步提出了一種協(xié)同測(cè)試優(yōu)化的No C映射算法,基于多目標(biāo)優(yōu)化的遺傳算法協(xié)同優(yōu)化測(cè)試時(shí)間和映射開(kāi)銷,并通過(guò)調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)的比例,適應(yīng)不同No C應(yīng)用需求。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)表明,在協(xié)同優(yōu)化目標(biāo)均衡的情況下,可獲得更優(yōu)的總體開(kāi)銷。最后,論文給出了基于No C的片上系統(tǒng)驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì),依據(jù)VMM驗(yàn)證方法學(xué)構(gòu)建片上系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái),通過(guò)實(shí)例證明該平臺(tái)可有效地完成基于No C的片上系統(tǒng)功能驗(yàn)證,并給出覆蓋率分析報(bào)告�；赑ower PC和FPGA實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)的No C測(cè)試平臺(tái),ITC’02基準(zhǔn)電路測(cè)試優(yōu)化的No C映射的實(shí)測(cè)結(jié)果表明,測(cè)試平臺(tái)可有效地完成結(jié)構(gòu)可配置的No C的硬件仿真,并評(píng)估實(shí)際測(cè)試時(shí)間、面積等開(kāi)銷。驗(yàn)證平臺(tái)的功能驗(yàn)證信息提供設(shè)計(jì)輔助信息,重構(gòu)映射在測(cè)試平臺(tái)后,得到的硬件仿真信息可再反饋至驗(yàn)證平臺(tái),調(diào)整基于No C的片上系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)或測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從而構(gòu)成片上系統(tǒng)的軟硬協(xié)同驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN407
【圖文】：

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本文編號(hào)：2731791