杰克·埃里克森MathWorks
RTL验证的挑战之一是开发现实的定向测试。像3GPP 5G新无线电(NR)标准这样的新标准需要深厚的领域专业知识,这使得创建符合标准的波形验证模型更具挑战性。
5G工具箱™提供符合标准的功能和示例,用于5G通信系统的建模、仿真和验证,以确保它们符合5G NR标准。本视频演示如何使用HDL Verifier™从5G工具箱函数自动生成SystemVerilog验证组件,该组件使用SystemVerilog中可调整的参数合成真实波形,以及一些您将在该过程中经历的更常见步骤,包括:
如果您正在为5G无线应用程序设计硬件,则需要验证硬件功能是否符合标准。如何创建符合标准的波形,更好的是,如何创建带有参数的波形以测试不同的场景?
带5G工具箱的MATLAB为5G通信系统的建模、仿真和验证提供了符合标准的功能和示例,以确保它们符合3GPP 5G新无线电(NR)标准。
在这里,我将展示如何重用通信算法工程师开发的内容,以生成用于SystemVerilog验证的5G新无线电波形。学习5G规范和在SystemVerilog中编写波形需要多长时间?
5G工具箱有一些波形生成的好例子,你可以用它来开始,比如这里的这个。但在算法开发过程中,测试和算法往往不是分开的。
无线HDL工具箱包含5G硬件设计IP,带有使用该5G工具箱功能的测试工作台,并且已经为此构建了结构,如NR HDL Cell Search参考。该设计搜索最强的cell ID,这意味着它执行OFDM解调并识别最强的主和次同步信号。
大部分波形生成是在这个函数中完成的,它生成块模式case b。测试台添加了一个频率偏移和噪声,使它更能代表你将通过空气接收到的东西。我将把这个功能放到主函数中,并将这些参数作为输入传递,所以当我在SystemVerilog中使用组件时,我可以使用相同的刺激并扫描信号噪声比、频率偏移的参数,并设置一个不同的单元ID。这是对情况B的硬编码,我也可以参数化它,但我现在保持简单。
这里是主要功能的结尾,在这里我添加了频率偏移和噪声。我要做的另一件事是把它转换成定点。MATLAB中的默认类型是双精度浮点,但是RTL设计的输入是定点的。
HDL验证器是生成该组件的产品。它调用MATLAB Coder来生成C代码,并构建一切将其链接到SystemVerilog仿真中。所以它将在任何SystemVerilog模拟器中本机运行。
命令是dpigen,我需要为输入参数定义数据类型—它可以从驱动它们的代码中计算出输出。
但是当我开始运行这个命令时,我得到了一些错误。MATLAB是一种解释型语言,它对数据类型非常宽容,因此我必须对C代码生成进行一些修正,例如,如果一个变量要被赋给复杂的数据,就用复杂的数据初始化它。C代码生成不允许您在开始读取结构后向它添加元素,因此有一些修复。但总的来说,这些编辑都是相当小的。
现在我可以生成组件了,看看创建了什么。它生成构建函数所需的所有C代码、构建函数所需的makefile,并构建DLL。如果你需要在不同的平台上编译,你可以使用makefile。它还生成一些SystemVerilog代码来展示如何使用组件。
它需要初始化句柄,它有重置行为,当启用时,它在时钟的每一个posedge调用该函数。在这种情况下,注意这个函数输出整个波形——这是MATLAB代码通常的工作方式——但这意味着我可能不想一遍又一遍地调用它,我只调用一次,然后禁用它。
我创建了一个简单的测试工作台,这里没有什么花哨的东西。它只是实例化了RTL设计,它也是由无线HDL工具箱IP生成的。在这里,我只是实例化生成的SystemVerilog DPI。这是一个非常简单的测试台——它只是做一个重置,为DUT设置一些参数,然后加载波形。这里是它在一次调用后禁用DPI的地方。然后循环,每次从全波形中取出一个样本。
如果您希望使用更少的内存,并且可以稍微长一点的运行时间,您也可以让MATLAB和C代码动态生成示例。
我已经编译了DUT,这是我的小测试台的DO文件。这里的关键是,我还需要确保在启动模拟器时编译生成的SystemVerilog并链接到DLL中。
这需要一段时间来模拟,所以我将跳过海浪。输入信号在这里,波形参数和数据本身。在这个设计中,硬件被调用在两个通道,我只是运行第一个通道,这是搜索PSS检测。这个reportValid指示在哪里检测到了PSS相关,如果我放大其中一个,就会看到相关结果,它清除了阈值,它是PSS0。
您还可以从MATLAB或Simulink生成一个检查组件,甚至可以从Simulink生成UVM。金宝app但这里我只想关注波形。
总的来说,这需要一到两个小时的工作,如果我与MATLAB代码的开发人员合作,可能会更快。但这是一个非常快速和有效的方法来生成可参数化的SystemVerilog组件,以生成5G新无线电标准兼容的波形,以验证您的5G硬件设计。
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