虚拟原型搭建与软硬件协同仿真

📚 共计 30 章节

虚拟原型概述

什么是虚拟原型 · 与物理原型对比 · SoC开发价值

虚拟原型开发环境搭建

安装QEMU · 配置SystemC · 交叉编译工具链

环境工具链

事务级建模 · initiator/target/socket · 内存映射模型

SystemC模块设计

SC_MODULE · SC_CTOR · SC_THREAD/SC_METHOD

CPU虚拟化模型

QEMU TCG · RISC-V虚拟CPU · 裸机程序加载

外设模型开发

GPIO控制器 · PLIC中断 · UART串口模型

总线与互联模型

TileLink协议 · Crossbar · AXI4-Lite从设备

内存子系统建模

SRAM · DDR控制器 · Cache一致性(MSI)

时钟与复位域

sc_clock · 异步复位同步释放 · 多时钟域同步器

调试与追踪

GDB远程调试 · printf调试桩 · 总线事务日志

固件与Bootloader仿真

OpenSBI启动 · U-Boot运行 · Linux内核启动

设备树(DTB)生成

设备树语法 · 编写DTS · 编译加载DTB

中断处理仿真

PLIC分发 · CPU异常处理 · 中断延迟测量

DMA控制器建模

DMA引擎 · 内存搬运 · CPU协同

定时器与PWM模型

mtime/mtimecmp · PWM波形 · 周期中断

I2C/SPI外设仿真

I2C主控制器 · SPI Flash · 读写验证

网络控制器仿真

E1000网卡 · tap/tun后端 · TCP/IP交互

GPU/显示控制器模型

帧缓冲 · VGA时序 · 像素渲染

功耗与热模型

功耗状态机 · DVFS仿真 · 热插拔模拟

功耗热模型

虚拟原型性能分析

仿真速度 · 热点识别 · 并行仿真(MTTCG)

软硬件接口定义

MMIO映射 · 寄存器规范 · 头文件自动生成

裸机驱动开发

GPIO点灯 · UART轮询 · 中断驱动

RTOS移植与仿真

FreeRTOS运行 · 任务调度可视化 · Tick仿真

Linux设备驱动开发

字符设备 · Platform驱动 · 中断处理

协同仿真接口

Verilator+SystemC · RTL替换 · 混合精度

协同Verilator

虚拟原型测试

Catch2框架 · 回归测试 · 覆盖率分析

测试覆盖率

GitLab CI · 每日构建 · 性能回归报告

多核虚拟原型

SMP启动 · 原子操作 · 缓存一致性

安全与隔离

TrustZone · 安全/非安全切换 · 内存隔离

虚拟原型项目实战

从需求到交付 · AIoT虚拟平台 · 总结展望