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目前,FPGA正向成本更低、功耗更低、性能更高的方向发展,意味着FPGA的设计日趋复杂,器件的密度越来越高,这些问题不仅对FPGA厂商带来挑战,同时也考验着FPGA上下游产业链,即开发工具及测试工具的性能。FPGA开发流程具体分为设计输入、功能验证、综合布局布线、时序验证、生成并下载BIT或PROM文件等五个步骤见下图:
其中验证存在于整个设计流程,功能验证,也就是前仿真,是在不考虑器件延时和布线延时的理想情况下,利用Modelsim、VCS等先进的EDA仿真工具对源代码进行逻辑功能的验证,检验设计的功能是否正确;时序验证,包括时序仿真和静态时序分析,其目的是保证设计满足时序要求,以便数据能被正确的采样,其结果是“所见即所得”的,因此板级验证时可以不再关心FPGA内部信号。
在FPGA开发的各个阶段中,软件仿真测试能够较早地介入设计周期,及时发现设计中存在的问题,可以有效减少设计周期,提高设计效率,但是仿真软件再完善也不是实际的硬件操作,因此某些只可能在硬件上发生的问题,比如某些时序问题和功耗问题无法通过仿真来获得。另外,硬件的“脾气”比较古怪,经常会出现一些意想不到的状态,这些都是仿真软件无法模拟出来的;所以把这种通过仿真测试FPGA设计直接下载到板子上已经不能满足系统开发的需要了,这种情况下对FPGA设备进行真实的硬件功能测试显得非常必要。
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