技術(shù)支招:如何加快網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的速度?
發(fā)布時(shí)間:2015-12-03 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商也受到了巨大的影響。畢竟,如果沒有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持,IoT 也將不復(fù)存在。造成的其中一個(gè)后果便是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中以太網(wǎng)端口數(shù)量的顯著增加。
今天,以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器已達(dá)到 256 個(gè)端口(到年底將會增加到 1024 個(gè)端口),而且它們可處理高達(dá) 120 Gb/s 的流量。同時(shí),網(wǎng)絡(luò)交換的延遲也在持續(xù)下降中,最低延遲已降至 1 µs。所有這些因素促使如今的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器芯片成為有史以來最大規(guī)模的芯片,達(dá)到了五億門級。在流片完成之前驗(yàn)證此類復(fù)雜 IC 設(shè)計(jì)是一項(xiàng)難以完成的任務(wù)。我們來考慮下具有 128 端口以太網(wǎng)接口的 SoC 設(shè)計(jì)。
盡管可以在塊級別使用 HDL 軟件仿真時(shí),用仿真流量來驗(yàn)證數(shù)億門級的整個(gè)設(shè)計(jì)顯得不合實(shí)際,而且必然會被淘汰。這是一個(gè)在電路內(nèi)模擬 (In-Circuit-Emulation ICE) 模式中采用硬件模擬的主要案例。然而,ICE 配置需要對每個(gè)端口使用一個(gè)以太網(wǎng)測試儀。由于速度上的不匹配,測試儀和硬件仿真器不能直接連接,需要在兩者之間插入速率適配器。
例如,我們的128 端口設(shè)計(jì)的測試設(shè)置需要 128 個(gè)以太網(wǎng)測試儀和 128 個(gè)以太網(wǎng)速度適配器,以及將其連接起來的所有接線(圖 1)。除了錯(cuò)綜復(fù)雜的布線、潛在的硬件不可靠性、整體開支外,整個(gè)設(shè)置只能支持一位用戶在現(xiàn)場調(diào)試。遠(yuǎn)程訪問根本無法實(shí)現(xiàn),因?yàn)檫h(yuǎn)程需要進(jìn)行人為操作,為不同的用戶配置不同的誓言環(huán)境。
這種協(xié)議激勵(lì)建模環(huán)境的局限性早在幾年前就已顯現(xiàn)出,因而才有必要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)由軟件控制的環(huán)境,用于生成、傳輸和分析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,從而對硬件仿真平臺內(nèi)映射的以太網(wǎng) SoC 進(jìn)行測試。通過軟件仿真方法,一般每天可驗(yàn)證 1,000 個(gè)數(shù)據(jù)包,而硬件仿真的處理量可達(dá)到 1,100 萬以上。
在此場景中,以太網(wǎng)測試儀模型運(yùn)行于連接到硬件仿真器的Linux工作站上?;诔墒斓膶?shí)現(xiàn) IP,模型準(zhǔn)確再現(xiàn)了實(shí)際的物理測試儀。這種虛擬測試儀包括以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包生成器和監(jiān)視器 (EPGM),可以為 1G、10G、40G/100G 和 120G 網(wǎng)絡(luò)分別配置 GMII、XGMII、XLGMII/CGMII 和 CXGMII 接口。每個(gè)支持的MII端口都需要一個(gè) xRTL 事務(wù)處理器(圖 2)。
圖 1. 一個(gè)使用 ICE 驗(yàn)證的 128 端口以太網(wǎng)交換機(jī)
多個(gè)工作站的多個(gè)測試儀應(yīng)用可以組合在一起,制成多個(gè)協(xié)同模型,從而支持大端口計(jì)數(shù)配置。采用高速鏈路 (HSL) 卡將各個(gè)工作站的協(xié)同模型連接到硬件仿真器中。高度集成的傳輸機(jī)制為時(shí)鐘性能的最大化作了優(yōu)化,并且它對測試平臺來說是透明的。由于運(yùn)行和調(diào)試是并行的,數(shù)據(jù)平面硬件仿真流量會隨端口數(shù)呈線性增長。
此方法還有其他幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先,通過遠(yuǎn)程訪問可快速重新配置虛擬測試儀,以便執(zhí)行各項(xiàng)功能。其次,工作站是穩(wěn)定可靠的設(shè)備,只占同等功能的復(fù)雜以太網(wǎng)測試儀的一小部分成本。更重要的是,其能支持多個(gè)并發(fā)用戶,在大型軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)備份時(shí)特別有用。最后同樣重要的是,可以將硬件仿真數(shù)據(jù)中心當(dāng)作企業(yè)級硬件仿真資源使用。
此方法同樣非常適合于復(fù)雜測試場景的生成和監(jiān)控。采用交互和批處理模式 TCL 命令界面來控制所有MAC并生成各種各樣的協(xié)議和數(shù)據(jù)。每種協(xié)議可以以不同的數(shù)據(jù)長度或者隨機(jī)的數(shù)據(jù)長度按百分比混合。數(shù)據(jù)包傳輸仲裁策略包括多種算法:如 WRR、DWRR、SO 和 Random 等。
圖 2. VirtuaLAB 以太網(wǎng)環(huán)境
其還支持復(fù)雜交換拓?fù)涞膲毫y試和錯(cuò)誤注入。協(xié)議和性能違規(guī)均可報(bào)告出來。數(shù)據(jù)包可以在交互或批處理模式中進(jìn)行分析,以檢查數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、Tx/Rx 跟蹤、元數(shù)據(jù)、時(shí)間戳以及線路中的所有內(nèi)容。
硬件仿真的標(biāo)志之一是,它能對大型復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜性能分析。某些情況下,可能需要數(shù)百萬個(gè)數(shù)據(jù)包才能切中當(dāng)前設(shè)計(jì)中穩(wěn)態(tài)分析的要點(diǎn)。以測量百萬兆以太網(wǎng)交換機(jī)的流量比特率為例??梢圆捎锰摂M以太網(wǎng)簽名生成和數(shù)據(jù)包時(shí)間戳 (TS) 來計(jì)算這些測量。
圖 3. 采用硬件仿真,各端口的測量可以在一小時(shí)內(nèi)完成
在大量端口數(shù)的設(shè)備軟件仿真中,像這樣每個(gè)端口每個(gè)流量的測量都可以輕易耗費(fèi)一周的時(shí)間。但通過硬件仿真方法,同樣的測量在一小時(shí)內(nèi)就能完成。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動控制解決方案 驅(qū)動智能運(yùn)動新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 精準(zhǔn)監(jiān)測電離分?jǐn)?shù)與沉積通量,助力PVD/IPVD工藝與涂層質(zhì)量雙重提升
- ADC 總諧波失真
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動化產(chǎn)品陣容
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
晶體諧振器
晶體振蕩器
晶閘管
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開發(fā)工具
開關(guān)
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路
開關(guān)二極管
開關(guān)三極管
科通
可變電容
可調(diào)電感
可控硅
空心線圈
控制變壓器
控制模塊
藍(lán)牙
藍(lán)牙4.0
藍(lán)牙模塊
浪涌保護(hù)器
雷度電子
鋰電池
利爾達(dá)
連接器
流量單位