System-on-Chip SoC Prototyping Technology

As the complexity of system-on-chip (SoC) design continues to increase, the pressure to shorten the time to market is increasing. Although IP core reuse has greatly reduced the design time of SoC, the verification of SoC is still very complex and time-consuming. The biggest difference between SoC and ASIC is its scale and complex system. In addition to a large number of hardware modules, SoC also requires a large number of hardware and software, such as operating systems, drivers, and applications. Faced with the large number of hardware modules and complex embedded software in SoC, due to the limitations of software simulation speed and simulation models, verification is often difficult to meet satisfactory requirements, which takes a lot of time and will have a serious impact on the launch of the system chip. In order to reduce the occurrence of such situations, FPGA-based system prototype verification is carried out before sample flow, that is, the hardware modules in the SoC design are quickly implemented on the FPGA, and the software modules are allowed to run at high speed in a real hardware environment, thereby realizing the hardware and software collaborative verification of the SoC design. This method has become a commonly used verification method in the early stage of the SoC design process. Based on a brief analysis of several commonly used verification technologies in the industry, this article focuses on the FPGA-based SoC verification process and technology. Combined with the design of the FPGA prototype verification platform of the Mojox digital camera system chip (hereinafter referred to as Mojox SoC), this paper introduces the hardware design process of the Mojox FPGA prototype verification platform and the FPGA prototype implementation of the Mojox SoC, and adopts a module-based FPGA design implementation method to speed up the prototype verification process. This paper also introduces the design and implementation of prototype software such as ARM firmware and PC application software in Mojox SoC, as well as the software and hardware collaborative verification process of the prototype verification platform. Through the software and hardware collaborative verification, this paper realizes the control of the entire verification platform by the PC, achieves good verification results, and meets the expected design requirements.