用于测试SDRAM控制器的PDMA

文章摘要：测试用PDMA的具体工作过程如下： （1）PCI接口模块对PDMA各通道进行参数配置（如访问长度、访问基址、访问方式等）； （2）PCI接口模块写PDMA的控制寄存器，启动对SDRAM的读写； （3）PCI接口模块读PDMA的状态寄存器，探测访问是否完成，如完成，则读取完成后的状态信息（如错误位，发生错误的地址）。 4 RTL仿真 完成RTL级的设计后，我们利用Cadence公司的仿真工具VerilogXL对设计进行了功能仿真。仿真的环境是基于PCI的，所以其仿真顺序如下： （1）配置PCI配置空间的IO Base 及 Mem o ry Base寄存器； （2）写PCI配置空间54H，58H等

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测试用PDMA的具体工作过程如下：
（1）PCI接口模块对PDMA各通道进行参数配置（如访问长度、访问基址、访问方式等）；
（2）PCI接口模块写PDMA的控制寄存器，启动对SDRAM的读写；
（3）PCI接口模块读PDMA的状态寄存器，探测访问是否完成，如完成，则读取完成后的状态信息（如错误位，发生错误的地址）。
4 RTL仿真
完成RTL级的设计后，我们利用Cadence公司的仿真工具VerilogXL对设计进行了功能仿真。仿真的环境是基于PCI的，所以其仿真顺序如下：
（1）配置PCI配置空间的IO Base 及 Mem o ry Base寄存器；
（2）写PCI配置空间54H，58H等寄存器，配置SDRAM 控制器及SDRAM芯片的参数；
（3）写PCI配置空间的命令寄存器（offset==04h），使能该设备；
（4）访问PCI IO空间中的PDMA配置寄存器，设定各个PDMA通道的配置参数；
（5）写入相应的命令，启动PDMA访问内新路子SDRAM控制器；
（6）检测PDMA的状态寄存器，根据设定的条件（正常结束或者发生错误）退出仿真程序；
（7）打开波形文件，检查是否有错误发生。
图5是由PCI发起的一次写IO寄存器访问的仿真波形，PDMA的配置数据就是通过若干这样的操作完成的。

相对而言，我们更关注PDMA是如何访问Memory的。图6是由一个PDMA发起的写读模式下的访问时序。GROUP1的信号是由PDMA发起的内部Memory总线信号组，而GROUP2的信号是 Memory控制器和内存芯片间的符合jedec标准的总线协议。从图中我们可以清楚地看到总线协议的转换过程，及时发现是否有违反协议的情况发生。

5 上板测试的方法和过程
在完成功能仿真后，使用Synopsys综合工具 FPGA compiler对设计进行综合，并选用XILINX公司的VERTEX1600E系列为目标器件，生成相应的网表文件，下载到FPGA上进行测试。综合的结果如表3所示。测试平台是一台PC机，带有PCI标准接口的测试卡和PCI读写软件。上板测试过程如下：

（1）下载bit文件到FPGA中；
（2）配置SDRAM控制器；
（3）置PDMA寄存器；
（4）启动PDMA访问；
（5）读回PDMA的状态位。
测试时需要输入相应的测试向量，一个好的软件界面可以大大减轻硬件工程师编写、输入测试向量的工作量。表4是一个测试向量的内容和结果，像这样的测试要进行多次以提高故障覆盖率并统瞥鯥P的性能。

6 实验结论
经过不断调试和改进，PDMA能够按照功能寄存器的配置准确发起Memory访问，并能够及时报告SDRAM控制器的操作错误。该测试平台不仅适用于验证SDRAM控制器的设计，而且在经过很小的改动后可以配置成支持对性能更好的DDR存储控制器的测试验证。灵活的配置方式使之成为一个通用的测试平台，对不同的Memory控制器的测试只需用软件对相应的配置寄存器进行配置即可，硬件基本不用进行改动，大大节约了设计时间，提高了设计的成功率和效益。

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