[发明专利]基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，特别是对于基于 片上网络通信结构的嵌入式系统，属于嵌入式系统技术领域。

背景技术

基于片上网络通信（NoC）结构的片上系统（SoC）是嵌入式的多媒体处理应用最合 适的解决方案之一。随着消费类的嵌入式系统的日益复杂，新兴的SoC架构整合了大量的组 件，例如存储器、DSP、专用处理器、微控制器以及IP核等等。不断增加的组件的数量，以及处 理算法所要求的数据的数量和数据大小都要求根据其特殊的算法用途高效的设计NoC架 构。一个针对应用特殊设计的NoC具备了高带宽，高扩展性，低功耗成本和低复杂度的优点。 然而NoC的设计对NoC的结构，缓冲区的大小，路由算法，流量控制策略以及拓扑结构的进行 选择，同时必须兼顾整个NoC的延迟、能量消耗以及整个设计时间等因素。在NoC设计中，设 计流程的自动化也是必须考虑的，以便确保快速的对每种设计进行评估。

在过去的几年中，提出了几个基于FPGA的NoC的仿真平台。但是，这些仿真平台局 限于单一的应用，不能适应不同的图像和信号处理的应用，仿真模块无法模拟不同的数据 类型，不同方式的数据传输，以及多目的地的数据传输。同时这些平台不具备自动化的设计 流程，从而仿真不同的结构，进行评估时耗时较多。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于FPGA的片上网络通 信结构的仿真评估平台。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：包括片上网络通信 结构用途评估单元、参数自动配置单元、仿真评估单元，

所述片上网络通信结构用途分析单元，平台根据用户提供的片上网络通信结构的具体 用途进行分析，划分成不同的运算处理模块，并分析每个处理模块的数据运算处理量；所述 参数自动配置单元，包括片上网络结构的选择、路由算法的设置和数据流的配制；所述仿真 评估单元，用于自动生成数据流发生器和数据流接收器，发送仿真数据包，接收数据包，进 行测试评估，输出评估结果。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：所述片上网 络通信结构用途分析单元包括片上网络通信结构用途评估和运算处理模块划分。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：所述片上网 络通信结构用途评估包括片上网络通信结构用途的具体算法分析和数据运算处理量的分 析。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：所述运算处 理模块划分是指根据用途分析结果，按照算法的复杂程度和数据运算量，划分成不同的模 块。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：所述参数自 动配置单元的工作过程包括以下步骤：

步骤（1）：根据片上网络通信结构用途分析单元的结果，选择片上网络的拓扑结构，拓 扑结构包括二维网状结构、二维网格结构、八边形网络结构、间接网络拓扑结构；

步骤（2）：确定拓扑结构之后，根据所选择的拓扑结构，选择路由算法，路由算法包括为 序路由算法、确定性路由算法、随机路由算法；

步骤（3）：对运算处理模块进行优化布局；

步骤（4）：确定仿真评估的数据流的配制参数。

所述步骤（3）对运算处理模块进行优化布局，是指根据模块与模块之间的通信数 据量，处理模块中算法的复杂度，以及处理模块的先后程序进行优化布局，所述优化布局通 过优化算法实现。

所述步骤(4)确定仿真评估的数据流的配制参数，是指对数据包参数、数据包的 发送率、每个模块所发送的数据包的目的地、每个模块数据包所发送不同目的地的个数、总 的数据包包数、以及目的地地址这些参数的配制。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：所述数据包 的参数信息包括：目的地地址、数据源地址、始发时钟信号值、数据包大小、数据包数目。

所述的基于FPGA的片上网络通信结构的仿真评估平台，其特征在于：仿真评估单 元包括软件部分和硬件部分，仿真评估单元的硬件部分包括串口通信、FPGA和电脑。仿真评 估单元的软件部分用于自动生成数据流发生器和数据流接收器，发送仿真数据包，接收数 据包。