AMDXilinxFPGA片间通信方案:AXIChip2ChipIP在ASIC原型设计中的应用 每日热点

面包芯语   2023-05-06 12:36:20

在 ASIC SoC 开发设计过程中,原型验证(Prototype)和硬件仿真(Emulator)是两种不同的验证方法,AMD Xilinx FPGA在Prototype 和Emulator方案发挥着重要作用。

Prototype是指使用可编程逻辑构建的硬件平台,用于验证 ASIC 或 SoC 设计。原型设计的主要目的是在硬件级别模拟整个芯片系统,以便在实际生产 ASIC 或 SoC 芯片之前识别和解决潜在的设计问题。它使得设计人员能够快速验证 ASIC 设计的功能和性能,同时也可对 IP/RTL 进行验证。

Emulator是一个专用的硬件设备,用于在更高层次上模拟芯片设计的功能和性能。与原型设计相比,仿真器可以在设计流程的早期阶段进行验证,从而在整个设计过程中节省时间和成本。往往使用 FPGA 来模拟 ASIC 设备的行为,这使得设计人员在设计、验证和优化 ASIC 设备之前进行快速迭代和测试。


【资料图】

比如Synopsys 的 HAPS FPGA 原型解决方案,使用 Xilinx 的 Virtex UltraScale 系列 FPGA 器件。它提供了模块化、可扩展的原型设计平台,可以满足各种 ASIC 和 SoC 验证需求。HAPS解决方案还包括专用的原型编译器,以便将 RTL 代码高效地转换为 FPGA 实现。

二、AXI Chip2Chip IP详细介绍

AXI Chip2Chip IP 是一种基于 AXI4 协议的高性能片间通信解决方案,支持灵活的参数配置,如数据宽度、时钟频率等。这使得它可以在多个芯片之间实现高速、低延迟的数据传输,从而提高 ASIC SoC 原型设计和 ASIC 模拟器的性能。

本文demo主要涉及片间高速通信,选择Aurora64B/66B接口和AXI4总线,通过VUP的25Gx4光口进行互联,实现两片VUP片间通信。

AXI Chip2Chip 的功能类似于bridge,可通过 AXI 接口无缝连接两个设备, AXI Chip2Chip (C2C) IP 分为两部分,C2C 主机和 C2C 从机,并且是点对点连接,因此每个slaver需要一个单独的master。如下图所示,C2C master 有一个 AXI4 slave 接口。C2C master AXI 接口上的任何 AXI 事件都被打包并通过收发器传输到 C2C slaver。

首先,根据应用场景和性能要求,配置 AXI Chip2ChipIP 的参数,如数据宽度、时钟频率等。

下面详细介绍各配置选项含义:

全局配置选项:

Chip2Chip AXI Mode:选择主从模式;

AXI Clocking Mode:时钟配置,选择 Chip2chip 核的钟和 SelectIO 的钟是否同步;Chip2Chip AXI4-Lite Mode:AXI4-Lite模式选择;

AXI接口配置选项:

AXI Data Width:数据位宽选择,主设备和从设备数据位宽需保持一致;

AXI ID Width:为通道的信号提供标识,主从设备需保持一致;

AXI WUSER Width:写数据通道传输的边带信息,主从设备需保持一致;

物理层配置选项:

Chip2Chip PHY Type:物理层接口类型,有 SelectIO DDR, SelectIOSDR, Aurora 8B/10B, Aurora 64B/66B选择;

Chip2Chip PHY Width:宽度选择,主设备和从设备中间的 FPGA IO的实际数量;

Chip2Chip PHY Frequency:当接口类型为 SelectIO 时,共同钟(common clock)模式下,m_aclk_out由MMCM产生,Chip2Chip PHY Frequency为 MMCM 的参考频率;

Enable Link Handler:选择后,增加axi_c2c_lnk_hndlr_in_progress指示端口;

然后,在 Vivado 设计套件中将 IP 集成到 FPGA 设计中,并将其连接到其他模块,如处理器、内存控制器等,这里的测试demo,是由Traffic Generator生成数据,发送给C2C IP,通过25G X 4光口传输出去,到对方芯片接收后进行Check。

在设计完成后,使用仿真工具验证 AXI Chip2Chip IP 的功能正确性。根据仿真结果进行调整和优化。

三、AXI Chip2Chip IP的优缺点

四、结论

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