一种基于FPGA的NoC验证平台的构建

一种基于FPGA的NoC验证平台的构建

1．4 NoC软件

　　NoC软件主要完成对FPGA硬件平台的初始化配置和信息收集及统计处理。根据功能划分为2部分：

　　1)NoC测试部分 其基本功能包括对FPGA硬件平台的各个IP中TG内部配置寄存器的初始化配置，启动产生数据流并注入到NoC中，同时对NoC的运行情况进行监控，并实时收集与功能验证和性能评估相关的信息。该软件是在NiosⅡ的集成开发环境(IDE)下用C语言设计开发的，在GNU的编译器下编译之后形成可以下载到MPU上直接运行的二进制文件。

　　2)NoC性能统计处理部分 该部分的主要功能是借助于第三方绘图工具按照NoC性能统计规则对收集到的数据进行统计处理，并以图表的方式直观显示NoC的基本功能和统计学性能。

　　以上两部分都是在PC机上开发完成的，可应用于对不同NoC的测试与验证。这为基于FPGA的硬件验证平台增强了灵活性和实用性。

　　2 仿真验证流程

　　该验证平台的验证流程包括FPGA硬件平台的构建和对该硬件平台的初始化配置以及NoC运行之后的信息收集和统计处理。仿真验证流程如图3所示。

　　其流程简述如下：1)根据硬件架构思想和模块化设计策略将用HDL语言描述的NoC连接到FPGA硬件平台；2)初始化配置FPGA硬件平台，在PC机上编写NoC测试软件，并通过Jtag线下载到MPU上运行，配置TG产生指定流量，并注入到NoC中；3)当FPGA平台运行时，即当数据在NoC各个交换节点之间传送或停止传送时，用户可以随时改变配置以产生不同的流量，来测试NoC在不同流量下的性能，并随时监听测试平台的运行情况；4)将TR收集到的数据在NiosⅡIDE的控制台显示，并保存数据。然后对收集到的数据进行统计处理，并以图形的方式直观显示待测NoC的性能。

　　3 NoC性能统计处理

　　在验证平台中，采用PC机对NoC中运行之后相关的数据进行处理，并借助于第三方工具将处理结果以图形方式显示，以直观表示NoC的性能。该平台对于课题组设计的Mesh结构的NoC进行了功能验证和性能评估。

　　主要处理包括平均网络吞吐量和最近收到的80个数据包从发送端到接收端的网络平均延时以及误码统计，下面简单介绍性能评估的方法：

　　1)网络平均吞吐量 对于TR收集到的收包个数通过PC读取之后，绘制性能曲线图。以归一化仿真时间为基准，以相同时间段中收集的数据包数目作为网络总吞吐量。

　　式中，总运行时间xlO％表示取归一化时延的l／l0。