仿真硬件的速度桥接器的制作方法

本发明涉及一种速度桥接器，用于在主机/服务器与被开发或测试设备之间的硬件仿真系统中实现高验证生产率。它特别适用于在快速服务器(如电子设计自动化(electronic design automation，eda)服务器)和慢速被测设备(device-under-test，dut)之间进行桥接，以进行硬件仿真。

背景技术：

1、高速集成电路(ic)，如以太网芯片、usb 3.0芯片和pcie芯片，被广泛应用于各种设备中，包括消费、商业和科学领域的通用计算机、专用设备和物联网设备。设计这些高速ic需要进行系统级仿真。虽然仿真可以完全在软件中完成，但在本申请中，“仿真器”一词将用于描述可以使用软件、硬件或两者的仿真器。

2、虽然仿真——为了设计和测试目的而使用仿真器来模拟独立设备对给定输入的响应的过程——在本领域中是众所周知的，但目前的仿真设备和方法在几个方面存在不足。

3、首先，接收、处理和发送输入到仿真设备，通过仿真器的处理例程运行，确定仿真设备的响应，并将其作为输出发送回来，这个过程与实际仿真设备的运行相比极其缓慢，实际仿真设备的运行是使用专用电路和/或专用软件/固件例程来完成的。这使得测试时间大大延长，尤其是在eda等机器创建/监控输入和输出的自动化测试中。

4、与此相关的是，传统仿真器的速度慢、处理路径复杂，会导致数据冲突、缓冲器溢出和数据包丢失，因为仿真器无法准确跟踪它正在处理和响应的输入。如果通过使用高速接口来解决这个问题，则会浪费资源，因为相对而言，实际数据流通常很小。

5、允许在仿真场景中进行可靠、廉价、高速和高效测试的速度桥接器将是一项有用的发明。本发明解决了这些问题。

技术实现思路

1、本发明包括一种速度桥接设备，该设备可同时仿真dut和dut正在与之通信的设备(在本申请中为“主机”)。当dut对特定输入有固定输出时，速度桥接器只需通过高速固态查找路径/处理器产生相应的输出。当dut对输入有非预定义响应时，速度桥接器会将输入发送到dut，由dut进行处理、响应，并将响应发送到速度桥接器，由速度桥接器将其返回到主机。同样，如果dut的输入会产生主机的固定输出，则速度桥接器可以执行相同的功能。速度桥接器内的仿真器在本文中称为“虚拟主机”和“虚拟dut”。

2、作为部署高性能系统级仿真的关键组件，本发明提供了一种高速i/o系统，其可在低速设备/仿真与高速设备/仿真之间提供“最后一英里”连接，从而能够与运行在以太网物理层(“phy”)上的应用程序共同验证硬件和软件，显著提高验证效率。

3、另外，速度桥接器可以在虚拟主机和虚拟dut中存储i/o数据，以便在主机或dut尚未准备好接收此类数据时，可以对其进行流量控制并及时提供，从而最大限度地减少甚至消除数据冲突、缓冲区溢出和数据包丢失。这样，即使在主机和/或dut通常使用更快或更慢的通信协议的环境中，也能使用usb和以太网phy等标准化通信协议。

4、此外，速度桥接器能够使用与真实芯片相同的硬件和软件来快速创建系统级环境。速度桥接器可以围绕符合标准的接口构建；可以在项目之间重复使用；并运行连接到真实pc芯片组的完整系统枚举，该芯片组运行具有完整usb软件堆栈的真实操作系统。

5、本发明的其他方面和/或优点将在下文的描述中部分阐述，并且将从描述中变得明显，或者可以通过本发明的实践而获知。

技术特征：

1.一种用于仿真硬件的速度桥接器，包括：

2.根据权利要求1所述的用于仿真硬件的速度桥接器，还包括：

3.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述dut虚拟仿真器具有dut虚拟仿真器存储器，其存储与固定dut输入相关联的固定dut输出，这样，如果所述虚拟主机将所述固定dut输入发送到所述虚拟dut，则所述dut虚拟仿真器返回所述固定dut输出，而不与所述物理dut通信。

4.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机虚拟仿真器具有主机虚拟仿真器存储器，其存储与固定主机输入相关联的固定主机输出，这样，如果所述虚拟dut将所述固定主机输入发送到所述虚拟主机，则所述主机虚拟仿真器返回所述固定主机输出，而不与所述物理主机通信。

5.根据权利要求3所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机虚拟仿真器具有主机虚拟仿真器存储器，其存储与固定主机输入相关联的固定主机输出，这样，如果所述虚拟dut将所述固定主机输入发送到所述虚拟主机，则所述主机虚拟仿真器返回所述固定主机输出，而不与所述物理主机通信。

6.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机虚拟仿真器自动响应来自所述物理dut的时序关键输入(timing-critical inputs)。

7.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机虚拟仿真器定期向所述物理dut发送同步消息。

8.根据权利要求6所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机虚拟仿真器定期向所述物理dut发送同步消息。

9.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述主机数据流控制器从所述虚拟dut接收具有第一时钟速度的第一信号，将所述第一信号转换为具有第二时钟速度的第二信号，然后将所述第二信号传输到所述物理dut。

10.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述dut数据流控制器从所述虚拟主机接收具有第一时钟速度的第一信号，将所述第一信号转换为具有第二时钟速度的第二信号，然后将所述第二信号传输到所述物理主机。

11.根据权利要求9所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述dut数据流控制器从所述虚拟主机接收具有第一时钟速度的第一信号，将所述第一信号转换为具有第二时钟速度的第二信号，然后将所述第二信号传输到所述物理主机。

12.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述虚拟主机还包括主机暂停帧插入器，以便所述主机暂停帧插入器可以向所述异步通信设备发送主机暂停帧协议，这将导致虚拟主机输入信号排队。

13.根据权利要求2所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述虚拟dut还包括dut暂停帧插入器，以便所述dut暂停帧插入器可以向所述异步通信设备发送dut暂停帧协议，这将导致虚拟dut输入信号排队。

14.根据权利要求12所述的用于仿真硬件的速度桥接器，其中所述虚拟dut还包括dut暂停帧插入器，以便所述dut暂停帧插入器可以向所述异步通信设备发送dut暂停帧协议，这将导致虚拟dut输入信号排队。

技术总结
本发明公开了一种速度桥接器，其通过在主机/服务器和被测设备之间进行省时的通信，在硬件仿真系统中提供高验证效率。速度桥接器可同时模拟主机到设备以及设备到主机之间的通信。当主机和设备之间的消息/响应固定时，虚拟主机与虚拟设备进行通信。当消息/响应需要物理交互时，速度桥接器在主机/服务器和设备之间传递消息/响应。

技术研发人员：吴智伟,曾广衡
受保护的技术使用者：香港应用科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31