用户故事

Harris加速信号处理fpga的验证

挑战

简化了耗时的手动过程,用于测试信号处理FPGA的实现

解决方案

在MATLAB中使用HDL验证器来验证HDL设计

结果

  • 功能验证时间减少85%以上
  • 100%的计划测试用例完成
  • 设计实现没有缺陷

“HDL Verifier在我们的MATLAB模型和逻辑模拟器之间提供了直接的协同仿真接口,这使我们能够更早地验证我们的设计,更快地发现问题,完成更多的测试,并压缩我们的整个开发周期。”

杰森·普莱,哈里斯公司
哈里斯fpga系统。

Harris公司的工程师习惯于在紧张的时间内交付复杂的基于fpga的信号处理系统。为了满足客户经常严格的要求和他们自己的质量标准,工程师在合成每个系统之前彻底验证HDL设计。

在过去,HDL验证需要几个手动步骤。哈里斯公司的工程师通过使用HDL验证器实现了这一过程的自动化提供了一个双向的MATLAB链接®系统模型和HDL设计在Cadence中仿真®敏锐的®.新的过程消除了算法规范和HDL验证之间的歧义,减少了重复工作,并改进了系统和HDL工程师之间的通信。

“与MATLAB和HDL Verifier的联合仿真不仅使它更容易在子系统级别上进行模拟,它还使我们能够更彻底地验证整个系统,”Harris的高级工程师Jason Plew说。“我们大大减少了开发子系统测试台所需的时间,这使我们能够更早地验证和调试我们的设计。”

挑战

Harris的工程师需要设计和验证一个跨越多个Xilinx的信号处理系统®Virtex®fpga。在这个劳动密集型的过程中,一旦模拟了子系统的一个定点模型,团队就会导出包含刺激数据和模拟预期结果的大文本文件,并将它们导入Cadence Incisive。然后,一位经验丰富的工程师用HDL编写测试台来读取数据,施加刺激,并验证结果。如果结果不一致,该团队必须深入研究大量的结果文件,以找出模拟失败的地方和原因。对于测试特性的每一次变化,他们都必须重新导出模拟数据,这需要8个小时繁琐的手工工作。

Plew回忆道:“我们花费了相当多的时间为每个子系统进行手动步骤,结果,我们只有时间在截止日期前完成30%的期望系统级测试用例。”

Harris需要一种方法来直接驱动逻辑模拟器中的输入信号,从而消除编写HDL测试台的需要以及管理测试数据的巨大文本文件的开销。

解决方案

哈里斯的工程师在MATLAB中建模和模拟了他们的信号处理系统。MATLAB模型成为一个可重用的测试平台,他们可以使用交互方式,使用HDL Verifier与他们的Cadence Incisive模拟器共同模拟。

用MATLAB和DSP系统工具箱,工程师们开发了一个理想的基带信号处理数据路径的浮点模型,他们用它来验证设计满足功能要求。

在将模型转换为定点后,他们优化了算法,以便在硬件上实现。在MATLAB中进行了额外的模拟,以确保定点实现符合规范。

将定点模型作为可执行的规范,Harris工程师随后用HDL实现了系统。

该团队使用HDL Verifier使MATLAB代码作为实现的测试平台。通过协同仿真界面,利用MATLAB为HDL仿真提供刺激,并对仿真结果进行分析。

为了加速多个测试用例的执行,Harris的工程师开发了一个MATLAB控制脚本,用于跨Linux计算网格管理多个并行的共同模拟。

在合成并成功演示该设备之前,该团队使用这种方法快速验证了单个子系统以及整个信号处理链。哈里斯公司的工程师已经开始将同样的方法应用于其他项目,包括一个需要百万点快速傅里叶变换的项目。

结果

  • 功能验证时间减少85%以上.“过去,一个有经验的工程师大约需要8个小时来准备一个子系统测试平台,”Plew说。“有了HDL Verifier,我们可以在一个小时内创建一个,因为MATLAB生成刺激并执行分析,我们已经在MATLAB中准备好了所有的测试结果进行后处理。”

  • 100%的计划测试用例完成.Plew说:“我们之前的过程是如此复杂,以至于我们经常在子系统级别执行很少的验证,而且我们的时间表使我们无法在系统级别运行超过30%的预期测试用例。”“使用MathWorks工具,我们使用自动化过程生成并模拟了100%的测试用例,这使我们能够在子系统级别找到大多数缺陷。”

  • 设计实现没有缺陷.Plew指出:“我们省去了数周的实验室调试时间,因为我们使用HDL Verifier在MATLAB和Cadence Incisive中共同模拟HDL代码,从而彻底验证了设计。”“事实上,FPGA的数据路径元素从一开始就按照设计的方式执行。”

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