一种模块化soc验证平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种模块化的SOC验证平台，用于集成电路验证测试领域。该系统的特点是采用一个基板加可选模块的结构形式，基板中包含通用性的电源、时钟、串口、电平转换、LED显示电路，其他功能电路都作为可选模块的形式，由独立的子模块实现，包括DSP/MCU、FPGA、LCD测试界面、数模转换、运算放大、射频几个部分，各模块相对独立，这样的模块化结构设计具有很高的可重用性和可替代性，因此可以有效减少后续验证平台开发的时间，同时也可以节约成本。
【专利说明】一种模块化SOC验证平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及集成电路验证测试领域，用于SOC系统芯片或数字无线收发芯片开发。
【背景技术】
[0002]在SOC芯片的设计过程中，系统验证的时间约占70%以上，要缩短芯片的上市时间，提高产品质量，就必须对验证技术进行分析和研究。验证平台的设计是整个验证工作的重要环节，快速、高效的平台设计对提高验证效率有很大裨益。
[0003]传统的验证平台设计多以FPGA或MCU开发板为基础，扩展相应功能电路模块，或将大部分功能电路集成在一个模块电路中，当设计需求发生变更时平台的可重用性较差。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种模块化SOC验证平台系统，该系统采用一个基板加可选子模块的结构形式，各子模块功能相互独立，具有很高的可重用性和可替代性，因此可以有效减少后续验证平台开发的时间，同时也可以节约成本。
[0005]该平台采用一个基板+可选模块的设计结构，其特点是各子模块相互独立，这样的模块化结构设计具有很高的可重用性，当某个功能模块的设计需求发生变更时，可以仅针对该功能模块进行设计修改，因此可以缩短平台的开发时间，同时也可以有效节约成本。虽然设计和实现验证平台要比传统方式更花费时间，但可以有效减少后续验证平台开发的时间和成本，总体来说可以极大地提高验证平台开发效率，为系统芯片或数字无线收发芯片开发中的概念设计、结构划分、算法开发、软硬件协同验证的快速实施提供基础。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:基板中包含通用性的电源、时钟、串口、电平转换、LED显示电路，其他功能电路都作为可选子模块的形式，包括DSP/MCU、FPGA、IXD测试界面、数模转换、运算放大、射频几个部分，各模块相对独立。其中:
[0007]所述的DSP/MCU子模块是基于通用DSP/MCU设计的电路，主要包括了主处理器、时钟、DDR、NAND FLASH、电源管理部分，为SOC系统验证和测试提供丰富的DSP运算资源和MCU控制功能。DSP/MCU模块与基板的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、串口、IXD接口信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号均通过基板上的电平转换电路连接到FPGA模块，系统时钟和复位信号是双向设计，可以选择多种时钟和复位方案；串口信号连接到基板的RS232接口电路，支持硬件流控；IXD接口信号通过基板连接到LCD测试界面模块；
[0008]所述的FPGA模块包括FPGA器件和JTAG下载电路。FPGA模块与基板之间的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、收/发数据、射频控制信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号通过基板上的电平转换电路与DSP/MCU模块连接，系统时钟和复位信号是双向设计，系统时钟信号通过基板也连接到射频模块，可以选择多种时钟和复位方案；收/发数据信号通过基板连接到数模转换模块，用于收/发通道数据的模/数转换和传输；射频控制信号通过基板连接到射频模块，用于射频模块设置；
[0009]所述的LCD测试界面模块是24位TFT_LCD电路，带有触摸屏功能，与基板的接口信号包括电源、数据、控制信号，通过基板与DSP/MCU模块连接；
[0010]所述的数模转换子模块包括IObit的ADC和DAC，实现数据的模/数转换功能，可设置为原码或补码方式。该模块与基板的接口信号包括电源、时钟、收/发数据、模拟基带信号，其中收/发数据和时钟信号通过基板连接到FPGA模块，模拟基带信号通过基板连接到运算放大子模块；
[0011]所述的运算放大子模块包括运放和滤波电路，实现模拟基带信号的放大、滤波、共模电平转换功能，+5V、-5V供电，可以兼容多种射频共模电平。与基板的接口信号包括电源和模拟基带信号，通过基板模拟基带信号一端连接到数模转换子模块，另一端连接到射频子模块，当运算放大子模块缺省时，也可以选择直连方式，使基板上的模拟基带信号不经过运算放大子模块，直接连接数模转换子模块和射频子模块；
[0012]所述的射频子模块具有一定频段的射频接收、发射功能，与基板的接口信号包括电源、系统时钟、模拟基带、射频控制信号，其中系统时钟和射频控制信号通过基板连接到FPGA模块，系统时钟信号设计为双向信号，可以兼容多种时钟方案；模拟基带信号通过基板可连接到运算放大子模块或数模转换子模块，在基板上设置实现选择。射频子模块中设置模拟基带和射频信号测试点，便于单元和系统测试。
[0013]所述的子模块独立于基板，通过连接器与基板连接，实现子模块间的信号传输；
[0014]所述的子模块按照最小功能单元划分，各模块功能独立，方便单个子模块的替换和重用；
[0015]所述的基板可为各子模块提供电源、时钟、复位等系统信号，实现子模块间IO信号的电平转换，与各子模块组成SOC芯片的验证测试系统，为SOC系统芯片或数字无线收发芯片开发中的概念设计、结构划分、算法开发、软硬件协同验证提供硬件平台环境；
[0016]所述的各子模块都含有特定位置的定位孔，便于叠层固定在基板上，减小系统体积，方便平台移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的实施方式示意图；
[0018]图2是本实用新型的基板结构示意图；
[0019]图3是本实用新型的基板和子模块叠层结构剖面图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明。
[0021]如图1所示，本实用新型提供一种模块化SOC验证平台系统，该系统采用一个基板加可选子模块的结构形式，各子模块功能相互独立，具有很高的可重用性和可替代性，因此可以有效减少后续验证平台开发的时间，同时也可以节约成本。
[0022]如图2所示，基板可为各子模块提供电源、时钟、复位等系统信号，实现子模块间IO信号的电平转换，包含了串口和LED显示两种通用的测试电路。其中电源部分采用可调谐电源芯片，且各子模块分别供电，可以在适度范围内调整各子模块的供电电压，方便单个子模块的替换和修改。
[0023]电源部分为运算放大子模块实现+5V和-5V供电，该电源电路可以适应绝大部分射频子模块和数模转换子模块的共模电压参考，提高了射频子模块和数模转换子模块的可替代性。
[0024]基板中采用两种方式保证DSP/MCU、FPGA、数模转换和射频子模块的IO电平兼容，一种方式是基板上设计DSP/MCU与FPGA子模块之间的电平转换电路，通过调整电平转换电路的供电电压，可以实现DSP/MCU与FPGA子模块之间多种IO电平的转换；另一种方式是FPGA子模块中设计IO信号的Bank供电电压调谐功能，包括与数模转换和射频子模块连接的信号IO端口。通过这两种方式保证整个系统的IO电平兼容，也方便单个子模块的修改。
[0025]如图2所示，一种模块化SOC验证平台系统中包括DSP/MCU、FPGA, IXD测试界面、数模转换、运算放大、射频几个子模块，各子模块功能上相互独立。
[0026]其中DSP/MCU子模块是基于通用DSP/MCU设计的电路，主要包括了主处理器、时钟、DDR、NAND FLASH、电源管理等部分，可为SOC系统验证和测试提供丰富的DSP运算资源和MCU控制功能。DSP/MCU模块与基板的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、串口、IXD接口信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号均通过基板上的电平转换电路连接到FPGA模块，系统时钟和复位信号是双向设计，可以选择多种时钟和复位方案；串口信号连接到基板的RS232接口电路，支持硬件流控；IXD接口信号通过基板连接到LCD测试界面模块；；
[0027]所述的FPGA子模块是采用可编程器件设计的最小电路，包括FPGA器件和JTAG下载电路，FPGA模块与基板之间的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、收/发数据、射频控制信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号通过基板上的电平转换电路与DSP/MCU模块连接，系统时钟和复位信号是双向设计，系统时钟信号通过基板也连接到射频模块，可以选择多种时钟和复位方案；收/发数据信号通过基板连接到数模转换模块，用于收/发通道数据的模/数转换和传输；射频控制信号通过基板连接到射频模块，用于射频模块设置；
[0028]所述的LCD测试界面子模块是24位TFT_LCD电路，带有触摸屏功能，与基板的接口信号包括电源、数据、控制信号，通过基板与DSP/MCU模块连接；
[0029]所述的数模转换子模块包括IObit的ADC和DAC，实现数据的模/数转换功能，可设置为原码或补码方式。该模块与基板的接口信号包括电源、时钟、收/发数据、模拟基带信号，其中收/发数据和时钟信号通过基板连接到FPGA模块，模拟基带信号通过基板连接到运算放大子模块；
[0030]所述的运算放大子模块包括运放和滤波电路，实现模拟基带信号的放大、滤波、共模电平转换功能，+5V、-5V供电，可以兼容多种射频共模电平。与基板的接口信号包括电源和模拟基带信号，通过基板模拟基带信号一端连接到数模转换子模块，另一端连接到射频子模块，当运算放大子模块缺省时，也可以选择直连方式，使基板上的模拟基带信号不经过运算放大子模块，直接连接数模转换子模块和射频子模块；
[0031]所述的射频子模块具有一定频段的射频接收、发射功能，与基板的接口信号包括电源、系统时钟、模拟基带、射频控制信号，其中系统时钟和射频控制信号通过基板连接到FPGA模块，系统时钟信号设计为双向信号，可以兼容多种时钟方案；模拟基带信号通过基板可连接到运算放大子模块或数模转换子模块，在基板上设置实现选择。射频子模块中设置模拟基带和射频信号测试点，便于单元和系统测试。
[0032]各子模块独立于基板，通过连接器与基板连接，由基板实现子模块间的信号传输，便于各子模块替换。其中运算放大子模块可以设置直连方式，该模块有输入和输出两组连接器与基板连接，当该子模块不需要时，可以通过设置输入和输出连接器之间的信号直连功能而去掉该子模块。
[0033]如图3所示，一种模块化SOC验证平台系统中所述的各子模块都含有特定位置的定位孔，便于叠层固定在基板上，基板的背面放置FPGA子模块，基板的上层放置DSP/MCU子模块、数模转换子模块和运算放大子模块，最上层放置LCD子模块和射频子模块，该叠层位置便于分阶段的完成集成电路功能测试和验证，同时可以减小系统体积，方便平台移动。
【权利要求】
1.一种模块化SOC验证平台，其特征在于:该平台采用一个基板加可选子模块的结构形式，基板中包含电源、时钟、串口、电平转换、LED显示电路，其他功能电路如DSP/MCU、FPGA、LCD测试界面、数模转换、运算放大、射频几个部分，各模块相对独立，其中: 所述的DSP/MCU模块包括了主处理器、时钟、DDR、NAND FLASH、电源管理部分，为SOC系统验证和测试提供DSP运算资源和MCU控制功能； 所述的FPGA模块包括FPGA器件和JTAG下载电路，FPGA模块与基板之间的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、收/发数据、射频控制信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号通过基板上的电平转换电路与DSP/MCU模块连接，系统时钟和复位信号是双向设计，系统时钟信号通过基板也连接到射频模块，可以选择多种时钟和复位方案；收/发数据信号通过基板连接到数模转换模块，用于收/发通道数据的模/数转换和传输；射频控制信号通过基板连接到射频模块，用于射频模块设置； 所述的LCD测试界面模块是24位TFT_LCD电路，带有触摸屏功能，与基板的接口信号包括电源、数据、控制信号，通过基板与DSP/MCU模块连接； 所述的数模转换子模块包括IObit的模数转换器和数模转换器，实现数据的模/数转换功能，可设置为原码或补码方式，该模块与基板的接口信号包括电源、时钟、收/发数据、模拟基带信号，其中收/发数据和时钟信号通过基板连接到FPGA模块，模拟基带信号通过基板连接到运算放大子模块； 所述的运算放大子模块包括运放和滤波电路，实现模拟基带信号的放大、滤波、共模电平转换功能，+5V、-5V供电，可以兼容多种射频共模电平；与基板的接口信号包括电源和模拟基带信号，通过基板模拟基带信号一端连接到数模转换子模块，另一端连接到射频子模块，当运算放大子模块缺省时，也可以选择直连方式，使基板上的模拟基带信号不经过运算放大子模块，直接连接数模转换子模块和射频子模块； 腿的射频子模块具有一定频段的射频接收、发射功能，与麵的接口信号包括电源、系统时钟、模拟》、射频控制言号，其中系统时钟和射步赃制言号趣!基板连接到iTCA模块，系统时钟信号设计为双向信号，可以兼容多种时钟方案;模拟基带信号通过基板可连接到运算放大子模块或数模转换子模块，在蔚肚设置实麵择，射频子模块中设置樹寸频信号测试点，便于单元和系统测试， 基板的背面放置FPGA模块，基板的上层放置DSP/MCU模块、数模转换模块和运算放大模块，最上层放置LCD测试界面模块和射频子模块。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于:各模块独立于基板，通过连接器与基板连接，实现模块间的信号传输。
3.根据权利要求1所述的平台，其特征在于:所述的基板可为各子模块提供电源、时钟、复位信号，实现模块间IO信号的电平转换。
4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于:各各子模块都含有特定位置的定位孔，便于叠层固定在基板上，减小系统体积，方便平台移动。
5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于DSP/MCU模块与基板的接口信号包括电源、系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口、串口、LCD接口信号，其中系统时钟、复位、存储器控制、SPI接口信号均通过基板上的电平转换电路连接到FPGA模块，系统时钟和复位信号是双向设计，可以选择多种时钟和复位方案；串口信号连接到基板的RS232接口电路，支持硬件流控；LCD接口信号通过基板连接到LCD测试界面模块。
【文档编号】G06F11/267GK203588254SQ201320783831
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】包玉华, 徐海军 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司