软硬件协同仿真环境搭建指南

📚 共计 30 章节

软硬件协同仿真概述

什么是软硬件协同仿真、为什么需要协同仿真、协同仿真的应用场景与价值。

仿真环境整体架构

系统层级划分、软件层与硬件层的交互、仿真引擎的选择与对比。

硬件描述语言基础

Verilog/VHDL快速回顾、硬件建模的核心概念、RTL仿真基础。

软件仿真环境搭建

GCC/LLVM工具链安装、交叉编译环境配置、Makefile编写入门。

工具链编译

硬件仿真工具安装

ModelSim/VCS/Verilator安装与配置、License管理、环境变量设置。

协同仿真接口标准

DPI-C接口详解、SystemVerilog DPI、VPI/PLI接口介绍。

Verilator仿真流程

Verilator工作原理、C++与Verilog的桥接、仿真主循环编写。

Verilator流程

SystemC协同仿真

SystemC基础、TLM建模、SystemC与RTL的协同。

QEMU与硬件仿真

QEMU设备模型、QEMU与SystemC的集成、全系统仿真。

总线协议仿真

AXI/AHB/APB协议仿真、总线功能模型(BFM)编写、事务级建模。

内存子系统仿真

内存控制器模型、Cache一致性仿真、DMA传输仿真。

外设仿真实战

UART仿真模型、SPI/I2C仿真、GPIO仿真。

中断与异常处理

中断控制器仿真、异常处理流程、中断响应时间分析。

时钟与复位仿真

时钟生成与分频、复位序列仿真、多时钟域处理。

功耗仿真基础

功耗模型建立、功耗分析工具、低功耗技术仿真。

功耗低功耗

覆盖率驱动验证

代码覆盖率、功能覆盖率、覆盖率收集与分析。

覆盖率验证

断言与形式化验证

SVA断言基础、断言在协同仿真中的应用、形式化验证简介。

断言形式化

测试平台架构

UVM基础、UVM在协同仿真中的应用、测试用例管理。

脚本自动化

Python/Tcl脚本编写、仿真自动化流程、结果自动比对。

脚本自动化

版本控制与CI/CD

Git在仿真项目中的应用、持续集成环境搭建、自动化回归测试。

波形查看与分析、日志系统设计、GDB调试仿真程序。

仿真加速技术、多线程仿真、硬件加速器使用。

虚拟原型构建

虚拟平台概念、快速原型建模、性能评估。

虚拟原型建模

FPGA原型验证

FPGA开发板选择、RTL到FPGA的映射、软硬件联调。

混合信号仿真

数模混合仿真基础、SPICE与数字仿真器协同、AMS建模。

混合信号AMS

安全启动流程仿真、加密引擎仿真、侧信道攻击仿真。

实时操作系统仿真

FreeRTOS/uCOS仿真、任务调度仿真、中断延迟测量。

Linux内核仿真

Linux启动流程仿真、设备驱动仿真、文件系统仿真。

AI加速器仿真

神经网络硬件加速器建模、数据流仿真、性能分析。

综合项目案例、从需求到仿真完成、经验总结与最佳实践。