專利名稱：數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集芯片內(nèi)部原本不可見的數(shù)據(jù)以及電路狀態(tài)數(shù)據(jù)，提高芯片驗(yàn)證的效率。
背景技術(shù)：
SoC(片上系統(tǒng))技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢(shì)，它將原來由許多芯片完成的功能，集中到一塊芯片中完成。但SoC不是各個(gè)芯片功能的簡(jiǎn)單疊加，而是從整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能出發(fā)，用軟硬結(jié)合的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法，利用IP復(fù)用及深亞微米技術(shù)，在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。雖然SoC技術(shù)可為設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的產(chǎn)品提供高效的解決方案，縮短微電子產(chǎn)品的上市時(shí)間，但由于SoC芯片的規(guī)模較大，功能復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)過程中的仿真驗(yàn)證工作的難度。在驗(yàn)證的過程中，如果FPGA或者ASIC的測(cè)試不能正常工作，一般需要經(jīng)過兩步來定位和分析錯(cuò)誤首先，利用硬件仿真(emulation)系統(tǒng)定位產(chǎn)生錯(cuò)誤的模塊以及時(shí)間點(diǎn)；然后利用軟件仿真(simulation)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的模塊進(jìn)行具體的分析。
軟件仿真系統(tǒng)具有電路狀態(tài)全可見(full visibility)的特點(diǎn)，能對(duì)電路進(jìn)行徹底地分析，故對(duì)功能模塊進(jìn)行的最終分析是用它來完成的。但是，軟件仿真系統(tǒng)有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是其運(yùn)行速度只有硬件仿真系統(tǒng)的幾百甚至幾千分之一。因此，結(jié)合硬件仿真與軟件仿真，充分利用兩者的優(yōu)勢(shì)是目前最好的解決方案。本領(lǐng)域中已知的一種解決方案如下所述首先，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊(BIP，即內(nèi)建探針(built in probe)，其作用為把待測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)部功能模塊的輸出數(shù)據(jù)導(dǎo)出)以及電路狀態(tài)掃描電路(掃描鏈(scan chain)，其作用為把待測(cè)設(shè)計(jì)在某時(shí)刻的電路狀態(tài)(包括寄存器的值與相關(guān)存儲(chǔ)器的值)導(dǎo)出)；接著，在硬件仿真系統(tǒng)上運(yùn)行測(cè)試項(xiàng)目，用數(shù)據(jù)采集模塊導(dǎo)出待測(cè)設(shè)計(jì)各功能模塊的輸出數(shù)據(jù)，把這些輸出數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較即可獲知產(chǎn)生錯(cuò)誤的功能模塊與時(shí)間點(diǎn)；硬件仿真系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試項(xiàng)目時(shí)，電路狀態(tài)掃描電路把特定時(shí)刻的電路狀態(tài)導(dǎo)出并通過數(shù)據(jù)上傳通道上傳到外部存儲(chǔ)器；最后，選擇發(fā)生錯(cuò)誤前的某個(gè)時(shí)刻的電路狀態(tài)并將其導(dǎo)入軟件仿真系統(tǒng)，使軟件仿真系統(tǒng)處于該時(shí)刻與硬件仿真系統(tǒng)相同的電路狀態(tài)，然后，驅(qū)動(dòng)軟件仿真系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試項(xiàng)目極小的一部分即可重現(xiàn)硬件仿真系統(tǒng)上發(fā)生的錯(cuò)誤，再充分利用軟件仿真的全可見特征對(duì)待測(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析。與把整個(gè)測(cè)試項(xiàng)目在軟件仿真系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試的運(yùn)行時(shí)間相比，這只是一小段時(shí)間，這種驗(yàn)證的方法兼具硬件仿真的高效與軟件仿真的全可見性兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
在此，以MPEG解碼芯片作為待測(cè)設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行介紹。參考圖1，示出了MPEG解碼芯片的簡(jiǎn)化框圖以及其中需要觀測(cè)的節(jié)點(diǎn)的示意圖。在MPEG解碼芯片中，TS(傳輸流)數(shù)據(jù)流經(jīng)過解復(fù)用模塊(DEMUX)11被分解成音頻與視頻數(shù)據(jù)流并存放于存儲(chǔ)器(Memory)12中；視頻數(shù)據(jù)流經(jīng)過視頻解碼模塊(VPU)13以及電視編碼模塊(TV Encoder)14處理后送到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)15進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；音頻數(shù)據(jù)流經(jīng)音頻解碼模塊(APU)16解碼后得到pcm格式的音頻數(shù)據(jù)或者spdif格式的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。為了在芯片驗(yàn)證的過程中確定發(fā)生錯(cuò)誤的模塊以及時(shí)間點(diǎn)，需要把所述的各模塊的輸出數(shù)據(jù)導(dǎo)出并與標(biāo)準(zhǔn)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這就需要在圖示的需要觀測(cè)的節(jié)點(diǎn)位置把數(shù)據(jù)引出，如probe1、probe2、probe3、probe4、probe5所示之處。
參考圖2，示出了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集模塊的簡(jiǎn)化硬件框圖。數(shù)據(jù)采集模塊(BIP)20包括復(fù)用模塊(MUX)21、第一至第五數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊211～215、緩存(FIFO)22、USB(通用串行總線)控制模塊23以及控制模塊(control)24。復(fù)用模塊21設(shè)有五個(gè)輸入口，probe1～probe5通過第一至第五數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊與所述的五個(gè)輸入口連接，第一至第五數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊把probe1～probe5的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式(這里的數(shù)據(jù)格式由系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求定義)；用戶可根據(jù)軟件的配置通過控制模塊24選擇其中的一路數(shù)據(jù)作為復(fù)用模塊21的輸出；復(fù)用模塊的輸出與緩存22的輸入連接；緩存22的輸出端與USB控制模塊23連接，USB控制模塊23的作用在于把收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合USB標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式；控制模塊24控制復(fù)用模塊21、緩存22以及USB控制模塊23。數(shù)據(jù)采集模塊20根據(jù)軟件配置選擇probe1～probe5中的一路數(shù)據(jù)通過USB上傳到外部存儲(chǔ)器。
這里僅僅列舉出使用了五個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊以及使用USB。但是，本領(lǐng)域中已知的是可以采用任意數(shù)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接任意數(shù)量的probe輸入，也可以采用其它的傳輸格式，例如通過LAN、無線LAN、紅外線、藍(lán)牙、任何無線傳輸協(xié)議、光纖輸出、并行端口輸出、IEEE1394等等。
另外，實(shí)際上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊并不是必需的，各probe可以直接輸入到復(fù)用模塊。
現(xiàn)有技術(shù)中，電路狀態(tài)掃描電路與數(shù)據(jù)采集模塊用不同的數(shù)據(jù)上傳通道上傳數(shù)據(jù)(有關(guān)電路狀態(tài)掃描技術(shù)的具體內(nèi)容可參考臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)工程研究所研究生呂東榮的論文——《A Snapshot Method to Provide Full Visibility forFunctional Debugging Using FPGA》)。
現(xiàn)有技術(shù)中，除電路狀態(tài)掃描電路的數(shù)據(jù)上傳通道外，只有一路數(shù)據(jù)上傳通道可供上傳待測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)部各功能模塊的輸出數(shù)據(jù)，對(duì)于內(nèi)部功能模塊較多的設(shè)計(jì)，在多數(shù)情況下，硬件仿真系統(tǒng)需要經(jīng)過多次重復(fù)地運(yùn)行同一測(cè)試節(jié)目才能定位發(fā)生錯(cuò)誤的模塊和時(shí)間點(diǎn)，這不利于縮短芯片驗(yàn)證的周期。若采用多重間隔拍照技術(shù)(間隔一定時(shí)間就對(duì)電路的狀態(tài)進(jìn)行一次掃描，即multi-snapshot)，一般只需要在一次測(cè)試節(jié)目的運(yùn)行中進(jìn)行間隔掃描即可，在該測(cè)試節(jié)目另外幾次重復(fù)的運(yùn)行過程中，電路狀態(tài)掃描電路的數(shù)據(jù)上傳通道一直得不到利用；另外，由于導(dǎo)出的每一路數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量都比較大(包括scanchain)，數(shù)據(jù)采集模塊20以及電路狀態(tài)掃描電路的輸出數(shù)據(jù)都是通過特定的接口(例如USB)分別上傳到兩臺(tái)PC，一路數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一臺(tái)PC，顯然，從硬件成本以及數(shù)據(jù)上傳通道的充分利用來看，電路狀態(tài)掃描電路獨(dú)占一條數(shù)據(jù)上傳通道顯得非常浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，需要設(shè)計(jì)一種新的數(shù)據(jù)采集裝置，兼具高效與應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)，能充分發(fā)揮軟、硬件仿真結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，并且能同時(shí)降低硬件成本。
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)，具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括
多個(gè)輸入端口，用于輸入所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)；復(fù)用模塊，對(duì)從所述多個(gè)輸入端口輸入的所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用；控制模塊，對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制以輸出一路數(shù)據(jù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有用于采集芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)的芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口，所述控制模塊對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制使得所述復(fù)用模塊對(duì)所述多個(gè)輸入端口的輸入的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及所述芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口輸入的芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用，所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)共用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。
因此，能夠提高芯片驗(yàn)證的效率，而且不需要專用的電路狀態(tài)掃描電路的數(shù)據(jù)上傳通道，不會(huì)造成資源浪費(fèi)。


以下附圖為對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的輔助說明，結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的闡述，是為進(jìn)一步揭露本發(fā)明的特征所在，但并不限制本發(fā)明，圖中相同符號(hào)代表實(shí)施例中相應(yīng)元件或步驟，其中圖1為MPEG解碼芯片的簡(jiǎn)化框圖以及其中需要觀測(cè)的節(jié)點(diǎn)的示意圖。
圖2為現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集模塊的硬件框圖。
圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置的硬件框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例仍然以具有五個(gè)需要觀測(cè)的功能模塊(即五路probe)的待測(cè)設(shè)計(jì)以及一個(gè)電路狀態(tài)掃描電路為例進(jìn)行說明。數(shù)據(jù)采集模塊則仍然采用現(xiàn)有的架構(gòu)，固其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)說明。
參考圖3，例示出本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集裝置包括三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊第一數(shù)據(jù)采集模塊20、第二數(shù)據(jù)采集模塊20’以及第三數(shù)據(jù)采集模塊20”。probe1～probe5以及scan chain六路數(shù)據(jù)的每一路都同時(shí)與前述三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊的對(duì)應(yīng)輸入端連接，這樣，所述的三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊就可根據(jù)軟件的配置同時(shí)導(dǎo)出三路需要的數(shù)據(jù)，從而大幅提高了數(shù)據(jù)采集的效率。scan chain與probe1～probe5共用三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，在不需要上傳scan chain數(shù)據(jù)的時(shí)候數(shù)據(jù)采集模塊可用于導(dǎo)出probe1～probe5的數(shù)據(jù)，充分利用了每一路數(shù)據(jù)上傳通道。同時(shí)，由于scan chain與probe1～probe5共用三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，就不需要專用的電路狀態(tài)掃描電路的數(shù)據(jù)上傳通道。
可以理解的是，雖然上述實(shí)施例列舉出使用三個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，但是，本發(fā)明也可適用于使用至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，在使用一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊的情況下，由于scan chain與各probe共用一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，也能實(shí)現(xiàn)不需要專門的電路狀態(tài)掃描電路的數(shù)據(jù)上傳通道。
另外，同樣可以理解的是，硬件中需要觀測(cè)的節(jié)點(diǎn)probe的數(shù)量是任意的，這取決于設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)，具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)輸入端口，用于輸入所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)；復(fù)用模塊，對(duì)從所述多個(gè)輸入端口輸入的所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用；控制模塊，對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制以輸出一路數(shù)據(jù)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有用于采集芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)的芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口，所述控制模塊對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制使得所述復(fù)用模塊對(duì)所述多個(gè)輸入端口的輸入的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及所述芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口輸入的芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用，所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)共用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有多個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)所述多個(gè)輸入端口輸入的所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后輸出到所述復(fù)用模塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有緩存器，用于對(duì)所述復(fù)用模塊的輸出進(jìn)行緩存。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有輸出控制模塊，用于將所述緩存器的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成規(guī)定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述規(guī)定的數(shù)據(jù)格式是USB格式。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)，具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)輸入端口，用于輸入所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)；復(fù)用模塊，對(duì)從所述多個(gè)輸入端口輸入的所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用；控制模塊，對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制以輸出一路數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊還具有用于采集芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)的芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口，所述控制模塊對(duì)所述復(fù)用模塊進(jìn)行控制使得所述復(fù)用模塊對(duì)所述多個(gè)輸入端口的輸入的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及所述芯片內(nèi)電路狀態(tài)采集輸入端口輸入的芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用，所采集的芯片內(nèi)部模塊的輸出數(shù)據(jù)以及芯片內(nèi)電路狀態(tài)數(shù)據(jù)共用所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1881220SQ20051002687
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者周振亞, 劉偉 申請(qǐng)人:上海奇碼數(shù)字信息有限公司