专利名称：一种通用芯片的开发验证装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种通用芯片的开发验证装置，尤其涉及一种通用、高速、弹性、 可扩展的集成电路芯片的开发验证平台，属于芯片设计技术领域。
背景技术：
从事芯片设计研发通常的做法是先在现场可编程门阵列上完成初始目标设计，通过 充分验证，测试，修改，直到各种性能满足设计要求后，再向专用集成电路进行转化。生 产专用集成电路费用昂贵，因此必须在现场可编程门阵列阶段就必须经过充分的验证，消 除一切可能的问题后，才能进入专用集成电路阶段。因此，必需有一个稳定可靠，强大的 现场可编程门阵列开发验证装置来支持目标设计，保证设计、验证、系统测试各阶段的工 作能顺利进行。设计各种知识产权核如此，设计片上系统级芯片也是如此。
传统的开发验证装置基本结构是可编程门阵列及外围电路，简单电源控制电路，外 部接口均在一块主板上，外部可以扩充些比较简单的功能块。见图l。这种结构比较简单。功能结构单一，不能改变，对于不同的复杂度的设计需要很多 不同型号开发验证平台。同时，在设计时用户可能会有以下需求-1、 不同目标芯片的设计规模肯定是不一样，从节约研发成本角度出发，所用现场可 编程门阵列的规模应该是可以选择的。2、 用户需要开发验证平台除了具有适合容量的现场可编程门阵列外，还需要有适合 自己用途的外部器件进行辅助设计。3、 对于需要协同工作的知识产权核或片上系统芯片设计，由于外部工作条件的不确 定性，需要提供大量的扩展接口，这样用户才能够根据自己的需要设计扩展板，满足各种 需要。4、 开发验证平台本身作为嵌入式系统的能力总是有限的，资源也不够丰富，要想获 得更多的资源，必须能连接计算机，从而能够利用计算机的丰富资源，这样对测试和验证 都是十分有利的。同时，连接速度应该足够快，以满足实时性要求。发明内容本实用新型的目的是提出一种通用芯片的开发验证装置，使用通用接口连接的层叠 式结构为用户在研发过程中提供更灵活的搭配，使不同的用户可以选择最适合自己的开发 系统，达到节约研发成本的目的。本实用新型提出的通用芯片的开发验证装置，包括(1) 目标设计模块，用于储存和运行待开发验证芯片的目标代码，目标设计模块通 过通用接口分别与控制处理模块和扩展功能模块相连接；(2) 控制处理模块，用于运行装置使用者的控制处理程序，建立上述目标设计模块 与控制验证过程、显示验证信号的计算机之间的数据通道，产生使目标代码动作的激励信 号；(3) 电源管理模块，为本装置提供电源；(4) 扩展功能模块，用于建立上述目标设计模块与外界测试设备之间的数据通道；(5) 计算机，用于输入装置使用者的控制处理程序，显示装置的验证信号，计算机 通过串口与控制处理模块相连接，通过通用串行数据总线接口与目标设计模块相连接。上述开发验证装置中的目标设计模块包括(1) l个现场可编程门阵列，用于运行待开发验证芯片的目标代码；(2) 配置存储器，用于存储待开发验证芯片的目标代码，配置存储器与现场可编程 门阵列相连；(3) 通用串行数据总线接口，用于计算机与目标设计模块之间的数据通讯；(4) 时钟，用于产生目标代码运行所需的时钟信号，时钟与现场可编程门阵列相连；(5) 通用接口，用于目标设计模块与其它功能模块的信号连接。 上述开发验证装置中的控制处理模块包括(1) 微处理器，用于运行装置使用者的控制处理程序，控制与计算机之间的数据通 信，微处理器通过串口与计算机相连；(2) 串口，用于实现微处理器与计算机的通讯连接，串口与微处理器、计算机相连。(3) 通用接口，用于控制处理模块与其它功能模块的信号连接。 上述开发验证装置中的电源管理模块包括(1) 降压型直流开关电源转换器，用于输出低于电池最低电压值的电压，为现场可 编程门阵列内核提供电源；(2) 升压型直流开关电源转换器，用于输出高于电池最高电压值的电压，为各部分 外围电路提供电源；(3) 升压降压型直流开关电源转换器，用于输出在电池最低电压与最高电压值之的 电压，为现场可编程门电路接口及微处理器提供电源；(4) 电池充电电路，用于为锂电池充电；(5) 锂电池，用于为本装置提供电源。 上述开发验证装置中的扩展功能模块，包括；(1) 模数、数模转换电路，用于射频发射、接收电路的模拟信号与目标设计模块的 数字信号间的信号转换，模数、数模转换电路与射频发射接收电路及目标设计模块相连;(2) 射频发射、接收电路，用于无线测试信号的发射、接收，目标代码产生的测试 信号经过数模转换后送至射频发射电路，经过调制后发射出射频信号；接收的射频信号解
调后通过模数转换器将数据送至目标设计模块；(3)通用接口，用于扩展功能模块与其它功能模块的信号连接。 本实用新型提出的通用芯片开发验证装置，具有以下优点1、 可扩展性。目标设计模块，控制处理模块，分别将现场可编程门阵列及微处理器 周围电路进行了模块式整合，可根据设计需要调整现场可编程门阵列模块的容量，搭配可 更换的扩展功能模块，从而完成不同复杂度的芯片设计，评估，测试任务。2、 通用性。目标设计模块，控制处理模块的搭配，协同完成芯片设计，评估，测试 任务，对于不同功能的开发需要，采用不同扩展功能模块，基础平台不变，实现了通用性。3、 实现目标设计与计算机高速数据交换。通用串行数据总线接口建立了和计算机的 高速数据通道，通过该接口，用户的大量工作可以先在计算机上完成，快速实现原型设计。 当设计完成后，可以利用计算机产生测试激励信号，方便设计工作的验证。4、 强大的电源管理功能。使用锂电池供电，宽范围的电池输入发挥电池的最大效率， 也可通过电源直接供电，可以满足各种的使用环境。
图1是已有的芯片开发验证装置的结构框图。图2是本实用新型设计的通用芯片开发验证装置的结构框图。图3是本验证装置中所用的目标设计模块的电路框图。图4是本验证装置中所用的控制处理模块的电路框图。图5是本验证装置所用的电源管理模块的电路框图。图6是本验证装置中的扩展功能模块的示意图。
具体实施方式
本实用新型提出的通用芯片的开发验证装置，其结构框图如图2所示，包括目标 设计模块，用于储存和运行待开发验证芯片的目标代码；控制处理模块，用于运行装置使 用者的控制处理程序，建立上述目标设计模块与控制验证过程、显示验证信号的计算机之 间的数据通道，产生使目标代码动作的激励信号；电源管理模块，为本装置提供电源；扩 展功能模块，用于建立上述目标设计模块与外界测试设备之间的数据通道；计算机，用于 输入装置使用者的控制处理程序，显示装置的验证信号。上述开发验证装置中的目标设计模块，其电路框图如图3所示，包括l个现场可编程 门阵列，用于运行待开发验证芯片的目标代码；配置存储器，用于存储待开发验证芯片的 目标代码，配置存储器与现场可编程门阵列相连；通用串行数据总线接口，用于计算机与 目标设计模块之间的数据通讯；时钟，用于产生目标代码运行所需的时钟信号，时钟与现 场可编程门阵列相连；通用接口，用于目标设计模块与其它功能模块的信号连接。本实用 新型的一个实施例中，以现场可编程门阵列为中心的目标设计模块，现场可编程门阵列及 附属电路部分包括XILINX公司SpartenIII系列的现场可编程门阵列，现场可编程门阵 列可选容量20万门-100万门。用于实现用户的设计。用户可以根据自己设计的规模选择适 合的现场可编程门阵列，有利于节约开发成本。(如果需要更大规模的现场可编程门阵列， 可以采用更高级别的目标设计模块，而不需改动其他功能模块，达到最大节省成本的要 求)。1片配置存储器(1M/2M/4M)，采用型号XCF01S/XCF02S/XCF04S,用于配置现场可编程 门阵列。l个全局时钟输入，用于提供现场可编程门阵列工作所需时钟。通用接口。用于 与其他功能模块的信号连接，完成数据交换。上述开发验证装置中的控制处理模块，其电路框图如图4所示，包括微处理器，用 于运行装置使用者的控制处理程序，控制与计算机之间的数据通信，微处理器通过串口与 计算机相连；串口，用于实现微处理器与计算机的通讯连接，串口与微处理器、计算机相 连；通用接口，用于控制处理模块与其它功能模块的信号连接。本实用新型的一个实施例 中，微处理器及附属电路包括微处理器使用C8051F120处理器，控制程序在这里运行。 微处理器通过通用接口连接到目标设计模块中的现场可编程门阵列，可以实现实时的软件和系统仿真，通过发送测试数据到现场可编程门阵列，接收现场可编程门阵列ir.出数据，微处理器可以当作简单的外部的仿真和评估平台来使用，对于加速设计过程和测试用户设 计，发挥了重要作用。微处理器的仿真和评估能力还不够，用户可以通过串口连接到计算 机，利用计算机的高速计算能力满足设计，测试需求。而且，由于计算机通常是软件开发 人员最熟悉的开发平台，可以减少人员培训时间，加速设计过程。l个串口。通过串口完 成和计算机通讯。使用的串口驱动芯片是SP3232。通用接口用于与其他功能模块的信号 连接，完成数据交换。上述开发验证装置中的电源管理模块，其电路框图如图5所示，包括降压型直流开关电源转换器，用于输出低于电池最低电压值的电压，为现场可编程门阵列内核提供电 源；升压型直流开关电源转换器，用于输出高于电池最高电压值的电压，为各部分外围电路提供电源；升压降压型直流开关电源转换器，用于输出在电池最低电压与最高电压值之 的电压，为现场可编程门电路接口及微处理器提供电源；电池充电电路，用于为锂电池充 电；锂电池，用于为本装置提供电源。本实用新型的一个实施例中，电源管理模块及附属 电路包括降压型直流开关电源转换电路，用于输出低于电池最低电压值的电压，为现 场可编程门阵列内核提供电源，所用芯片是德州仪器公司的TPS62040芯片。升压型直流 开关电源转换电路，用于输出高于电池最高电压值的电压，为各部分外围电路提供电源， 使用芯片是德州仪器公司的TPS61032芯片。升压降压型直流开关电源转换电路，用于输 出在电池最低电压与最高电压值之的电压，为现场可编程门电路接口及微处理器提供电 源，是用芯片是德州仪器公司的TPS63000芯片。电池充电电路，可为单节锂离子/锂聚合 物电池充电，使用芯片是德州仪器公司的BQ24001芯片，为装置提供电源。上述开发验证装置中的扩展功能电路模块，其电路示意图如图6所示，包括模数、 数模转换电路，用于射频发射、接收电路的模拟信号与目标设计模块的数字信号间的信号
转换，与射频发射接收电路及目标设计模块相连；射频发射、接收电路，用于无线测试信 号的发射、接收，目标代码产生的测试信号经过数模转换后送至射频发射电路，经过调制 后发射出射频信号；接收的射频信号解调后通过模数转换器将数据送至目标设计模块；通 用接口，用于扩展功能模块与其它功能模块的信号连接。模数、数模转换电路，用于射频 发射、接收电路的模拟信号与目标设计模块的数字信号间的信号转换，模数转换器将射频 电路的模拟信号转换为现场可编程门阵列可识别的数字信号送入目标设计模块，芯片使用 ADI公司的AD9201芯片，数模转换器将目标设计模块送出的数字信号转换为射频电路可 识别的模拟信号，芯片使用ADI公司的AD9761芯片。射频发射、接收电路，用于无线测 试信号的发射、接收，目标代码产生的测试信号经过数模转换后送至射频发射电路，经过 调制后发射出射频信号，发射调制芯片使用ADI公司的AD8349芯片；接收的射频信号解 调后通过模数转换器将数据送至目标设计模块，接收解调芯片使用ADI公司的AD8347芯 片；通用接口。用于与其他功能模块的信号连接，完成数据交换。本验证装置采用了层叠式结构，每部分功能模块独立存在，可以任意组合实现功能， 并且可以使用不同功能的扩展模块达到设计需要。由于用户的目标设计是多种多样的，开发验证的方法和使用的资源也不同，可能使用 本开发验证装置的一个或几个部分，所以这里无法完成所有的工作工程举例。本例仅以本 公司开发无线收发机的知识产权核过程为例，说明本开发装置的使用。工作环境的建立为了完成数据的无线发射接收，设计了扩展功能模块数/模，模/数转换电路，射频发射/接收电路，与目标设计模块，控制处理模块和电源管理模块共同构 成无线收发系统。在计算机端运行设计好的数据收发显示、控制程序。在控制处理模块的微处理器上 运行控制程序，在目标设计模块中的现场可编程门阵列实现无线收发机的目标代码一即知 识产权核。以下介绍本装置的工作过程 数据发送过程1 、计算机将目标代码的激励信号通过串口发送到控制处理模块中的微处理器。2、 微处理器收到使目标代码动作的激励信号后，激励信号经过控制处理程序的处理， 通过通用接口发送到目标设计模块中的现场可编程门阵列。3、 现场可编程门阵列内的目标代码将收到的激励信号作相应处理，通过数模转换及射频发射将无线测试信号发射出去。数据接收过程1、 无线测试信号通过射频接收，模数转换，送至现场可编程门阵列内的目标代码， 目标代码将接收到的测试信号作相应的数据处理，通过通用接口将验证信号发送到控制处 理模块中的微处理器。2、 微处理器收到验证信号后，通过串行口传送到计算机。3、计算机收到验证信号后，经过处理显示出来。 本开发验证装置对开发阶段的支持用户的最终设计目标是现场可编程门阵列内的目标代码，这段代码是数据流中的一个 环节，这个环节可能相对比较简单，也可以很复杂。本开发验证装置对验证阶段的支持目标设计的验证需要施加大量的测试激励信号，在传统的开发验证结构中，通常需要 用硬件描述语言在现场可编程门阵列内实现产生测试激励信号。在本开发验证装置中，也 可以采用这种方法。同时，还提供了另一种选择，就是用计算机产生测试激励信号，通过 串行口传送给微处理器，然后由微处理对现场可编程门阵列施加测试激励信号。这种方式 比传统的施加激励的方式要灵活,用户可以在不改变目标设计的情况下随时更改测试激励 信号，从而快速完成验证过程。
权利要求1、 一种通用芯片的开发验证装置，其特征在于该装置包括(1) 目标设计模块，用于储存和运行待开发验证芯片的目标代码，目标设计模块通 过通用接口分别与控制处理模块和扩展功能模块相连接；(2) 控制处理模块，用于运行装置使用者的控制处理程序，建立上述目标设计模块 与控制验证过程、显示验证信号的计算机之间的数据通道，产生使目标代码动作的激励信 号；(3) 电源管理模块，为本装置提供电源；(4) 扩展功能模块，用于建立上述目标设计模块与外界测试设备之间的数据通道；(5) 计算机，用于输入装置使用者的控制处理程序，显示装置的验证信号，计算机 通过串口与控制处理模块相连接，通过通用串行数据总线接口与目标设计模块相连接。
2、 如权利要求1所述的开发验证装置，其特征在于其中所述的目标设计模块包括-(1) l个现场可编程门阵列，用于运行待开发验证芯片的目标代码；(2) 配置存储器，用于存储待开发验证芯片的目标代码，配置存储器与现场可编程 门阵列相连；(3) 通用串行数据总线接口，用于计算机与目标设计模块之间的数据通讯；(4) 时钟，用于产生目标代码运行所需的时钟信号，时钟与现场可编程门阵列相连；(5) 通用接口，用于目标设计模块与其它功能模块的信号连接。
3、 如权利要求1所述的开发验证装置，其特征在于其中所述的控制处理模块包括(1) 微处理器，用于运行装置使用者的控制处理程序，控制与计算机之间的数据通 信，微处理器通过串口与计算机相连；(2) 串口，用于实现微处理器与计算机的通讯连接，串口与微处理器、计算机相连。(3) 通用接口，用于控制处理模块与其它功能模块的信号连接。
4、 如权利要求1所述的开发验证装置，其特征在于其中所述的电源管理模块包括(1) 降压型直流开关电源转换器，用于输出低于电池最低电压值的电压，为现场可编程门阵列内核提供电源；(2) 升压型直流开关电源转换器，用于输出高于电池最高电压值的电压，为各部分 外围电路提供电源；(3) 升压降压型直流开关电源转换器，用于输出在电池最低电压与最高电压值之的 电压，为现场可编程门电路接口及微处理器提供电源；(4) 电池充电电路，用于为锂电池充电；(5) 锂电池，用于为本装置提供电源。
5、 如权利要求1所述的开发验证装置，其特征在于其中所述的扩展功能模块，包括;(1) 模数、数模转换电路，用于射频发射、接收电路的模拟信号与目标设计模块的 数字信号间的信号转换，模数、数模转换电路与射频发射接收电路及目标设计模块相连;(2) 射频发射、接收电路，用于无线测试信号的发射、接收，目标代码产生的测试 信号经过数模转换后送至射频发射电路，经过调制后发射出射频信号；接收的射频信号解 调后通过模数转换器将数据送至目标设计模块；(3) 通用接口，用于扩展功能模块与其它功能模块的信号连接。
专利摘要本实用新型涉及一种通用芯片的开发验证装置，属于芯片设计技术领域。包括用于储存和运行待开发验证芯片的目标代码的目标设计模块，用于运行装置使用者的控制处理程序等的控制处理模块，用于电源管理和电池充电的电源管理模块，用于实现不同领域开发功能的扩展功能模块。本验证装置的优点是资源丰富，灵活结构可以进行多元化组合，在达到设计要求的前提下，最大节省开发成本；体积小巧携带方便，可以利用电池供电提供更多的测试可能性。能通过串行口或通用串行总线接口连接到计算机，方便用户快速完成设计；方便用户扩展功能，观察测试，满足用户的需求。
文档编号G06F11/36GK201037935SQ20072014939
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年5月31日
发明者余大勇, 博 胡, 赵振丰 申请人:北京威讯紫晶科技有限公司