FPGA验证简介

本文为edacn.net 特约创作，作者dev e 第一编 验证的重要性 验证，顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程，在FPGA/IC开发流程中，验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。为了了解验证的重要性，我们先来回顾一下 FPGA开发的整个流程。FPGA开发流程和 IC的开发流程相似，主要分为以下几个部分： 1）设计输入，利用 HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来。 2）功能验证，也就是前仿真，利用 Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真，检验设计的功能是否正确；常用的仿真工具有 Model Tech公司的 ModelSim，Synopsys公司的VCS，Cadence公司的 NC-Verilog和 NC-VHDL，Aldec公司的 Active HDL VHDL/Verilog HDL等。仿真过程能及时发现设计中的错误，加快了设计进度，提高了设计的可靠性。 3）综合，综合优化是把 HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系（网表），并根据要求（约束条件）优化所生成的门级逻辑连接，输出 edf和 edn等文件，导给 CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布线。常用的专业综合优化工具有 Synplicity公司的 synplify /Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的 FPGA Compiler II综合工具（Synopsys公司将停止发展 FPGA Express软件，而转到 FPGA Compiler II平台），Exemplar Logic公司出品的 LeonardoSpectrum等综合工具。另外 FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工具，如 Xilinx ISE中的 XST等。 4）布局布线，综合的结果只是通用的门级网表，只是一些门与或非的逻辑关系，与芯片实际的配置情况还有差距。此时应该使用 FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具，根据所选芯片的型号，进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。这种实现与布局布线工具一般要选用所选器件的生产商开发的工具，因为只有生产者最了解器件内部的结构，如在 ISE的集成环境中完成实现与布局布线的工具是Flow Engine。 5）时序验证，其目的是保证设计满足时序要求，即 setup/hold time符合要求，以便数据能被正确的采样。时序验证的主要方法包括 STA（Static Timing Analysis）和后仿真。在后仿真中将布局布线的时延反标到设计中去，使仿真既包含门延时，又包含线延时信息。这种后仿真是最准确的仿真，能较好地反映芯片的实际工作情况。仿真工具与综合前仿真工具相同。 STA的意思是静态时序分析（Static T...