一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统，包括接收用户提交的资源申请，通过专用交换结构获取云平台中所有的空闲FPGA资源、外设资源和物理机资源，并分配对应的硬件资源给用户；调度计算资源，按照用户设定的分割粒度和模块间的逻辑关系，对用户提交的设计源文件进行设计分割、调试信号选定，编译综合和硬件实现操作，输出多个FPGA位流文件，并通过以太网接口烧录至分配给用户的FPGA，配置专用交换结构连接指定的FPGA和外设板；接收用户的仿真指令开始仿真和调度，当满足预设的调试信号触发条件时，在指定时刻结束多个FPGA的数据采样进程，调试查看波形数据。提高了可扩展性，降低运维成本。降低运维成本。降低运维成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统


[0001]本专利技术属于电子设计自动化
，特别是涉及一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，针对大规模硬件设计的全局验证，往往采用多个高性能FPGA(现场可编程门阵列)协同共同完成验证。通过多FPGA验证云平台提供远程验证服务，可以降低原型验证平台建设成本，缩短验证时间，提升研发效率。真实场景下物理机，FPGA以及外设需要物理连接(导线和特定协议的接口)才能进行数据通信，在单物理机连接单FPGA和一种外设的场景下，只需通过两个物理连接分别将物理机和FPGA，FPGA和外设连接起来。但云验证平台的硬件设备规模随着用户规模的增大而迅速增长，人工进行FPGA和外设以及物理机之间的连接再分配给用户使用显然效率低下，时间成本和人力成本高，扩展性弱，不符合云平台弹性扩容，即用即申请的特性，也容易提高验证平台的硬件运维难度。所以需要一种在云验证平台中动态分配硬件设备的方法解决这些痛点。

技术实现思路

[0003]针对以上技术问题，本专利技术提供一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统。
[0004]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0005]一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法，方法包括以下步骤：
[0006]S100：中央管理服务器接收用户提交的资源申请，通过专用交换结构获取验证云平台中所有的空闲FPGA资源、外设资源和物理机资源，并分配对应的硬件资源给用户；
[0007]S200：中央管理服务器调度计算资源，按照用户设定的分割粒度和模块间的逻辑关系，对用户提交的设计源文件进行设计分割、调试信号选定，编译综合以及硬件实现操作，输出多个FPGA位流文件；
[0008]S300：中央管理服务器通过以太网接口将FPGA位流文件烧录至分配给用户的FPGA芯片，配置专用交换结构的路由表，连接指定的FPGA芯片和外设板，待FPGA芯片和外设板就绪后通知用户可以进行仿真和调试；
[0009]S400：中央管理服务器接收用户的仿真指令开始硬件仿真和信号数据采集，当满足预设的调试信号触发条件时，在指定时刻结束多个FPGA芯片的数据采样进程，调试查看波形数据。
[0010]优选地，S200包括：
[0011]S210：用户通过中央管理服务器指定原始设计的顶部模块，并将预设的设计源文件添加到文件列表中，中央管理服务器接收用户的综合启动指令对文件列表启动逻辑综合过程得到综合结果；
[0012]S220：用户从综合结果中得到实例和信号树，并通过中央管理服务器选择调试信
号；
[0013]S230：用户按照电路设计模块之间的逻辑关系以及预期的可用FPGA资源，通过中央管理服务器对电路设计进行分割和端口映射，得到划分和映射结果；
[0014]S240：中央管理服务器根据调试信号、划分和映射结果生成新的顶部模块，在新的顶部模块中插入调试模块和时钟复位模块，修改预设的设计源文件，将涉及的调试信号逐级连接到新的顶部模块的实例，调用综合工具输出多个FPGA位流文件。
[0015]优选地，S100之前包括：
[0016]用户在验证云平台的用户端提出验证申请，确定符合自身验证需求的FPGA芯片规格、数量以及外设板种类和数量。
[0017]优选地，用户在验证云平台的用户端提出验证申请，确定符合自身验证需求的FPGA芯片规格、数量以及外设板种类和数量，包括：
[0018]用户根据硬件设计评估验证资源需求和预设的项目预算，在验证云平台选择FPGA芯片型号和相应板卡及数量；
[0019]用户根据预设的验证需求，设置外设板类型和数量。
[0020]优选地，外设板类型包括硬盘、存储卡、视频采集设备。
[0021]优选地，S400还包括：
[0022]当中央管理服务器接收到用户的强制触发指令时，在指定时刻结束多个FPGA芯片的数据采样进程，调试查看波形数据。
[0023]优选地，调试查看波形数据包括：
[0024]读取原始采样数据，提取跳变信息，按信号位存储跳变信息，生成跳变信息的索引数据；
[0025]按照信号和时间范围查询波形数据，生成预设格式的调试报告并导出。
[0026]优选地，S300之后还包括：用户通过物理机访问指定FPGA和对应的外设板。
[0027]一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配系统，包括中央管理服务器、专用交换结构、多个FPGA、外设板和用户物理机，中央管理服务器连接专用交换结构，FPGA通过专用交换结构路由到相连接的外设板，物理机通过PCIE接口与外设板进行连接后，再通过外设板中的接口与专用交换结构进行连接；中央管理服务器用于执行上述一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法。
[0028]上述一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法和系统，基于专用交换结构的动态分配方案，凭借专用交换结构的路由能力和硬件设备之间互联，验证云平台可以灵活有效的将符合用户验证需求的FPGA资源和外设资源分配给用户，极大的提高了云验证平台的可扩展性，极大的降低验证环境部署时间和人力运维成本，提高用户的使用体验。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一实施例中一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配系统结构示意图；
[0030]图2为本专利技术一实施例中一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法流程图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。
[0032]在进行外设分配方法之前，需要部署多FPGA原型验证云平台的外设分配架构，如图1所示，需要保证FPGA与专用交换结构，外设板与专用交换结构，物理机与外设板之间的互联。FPGA通过专用交换结构路由到相连接的外设板，并可直接访问外设板上的外设。物理机通过PCIE接口与外设板进行连接后，再通过外设板中的接口与专用交换结构进行连接，随后物理机就可以直接通过专用交换结构与指定的FPGA进行通信，向其发送指令或者访问某些外设。此外，中央管理服务器是整个架构的管理角色，它需要与专用交换结构进行互联，修改专用交换结构的路由配置，读取互联网络中的FPGA资源状态和外设资源信息。
[0033]在一个实施例中，如图2所示，一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法，方法包括以下步骤：
[0034]S100：中央管理服务器接收用户提交的资源申请，通过专用交换结构获取验证云平台中所有的空闲FPGA资源、外设资源和物理机资源，并分配对应的硬件资源给用户；
[0035]S200：中央管理服务器调度计算资源，按照用户设定的分割粒度和模块间的逻辑关系，对用户提交的设计源文件进行设计分割、调试信号选定，编译综合以及硬件实现操作，输出多个FPGA位流文件；
[0036]S300：中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多FPGA原型验证云平台的外设分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100：中央管理服务器接收用户提交的资源申请，通过专用交换结构获取验证云平台中所有的空闲FPGA资源、外设资源和物理机资源，并分配对应的硬件资源给用户；S200：所述中央管理服务器调度计算资源，按照用户设定的分割粒度和模块间的逻辑关系，对用户提交的设计源文件进行设计分割、调试信号选定，编译综合以及硬件实现操作，输出多个FPGA位流文件；S300：所述中央管理服务器通过以太网接口将所述FPGA位流文件烧录至分配给用户的FPGA芯片，配置专用交换结构的路由表，连接指定的FPGA芯片和外设板，待FPGA芯片和外设板就绪后通知用户可以进行仿真和调试；S400：所述中央管理服务器接收用户的仿真指令开始硬件仿真和信号数据采集，当满足预设的调试信号触发条件时，在指定时刻结束多个FPGA芯片的数据采样进程，调试查看波形数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S200包括：S210：用户通过所述中央管理服务器指定原始设计的顶部模块，并将预设的设计源文件添加到文件列表中，所述中央管理服务器接收用户的综合启动指令对所述文件列表启动逻辑综合过程得到综合结果；S220：用户从所述综合结果中得到实例和信号树，并通过所述中央管理服务器选择调试信号；S230：用户按照电路设计模块之间的逻辑关系以及预期的可用FPGA资源，通过所述中央管理服务器对电路设计进行分割和端口映射，得到划分和映射结果；S240：所述中央管理服务器根据所述调试信号、所述划分和映射结果生成新的顶部模块，在所述新的顶部模块中插入调试模块和时钟复位模块，修改所述预设的设计源文件，将涉及的调试信号逐级连接到所述新的顶部模块的实例，调用综合工具输出多个FPGA位...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明军，
申请(专利权)人：湖南泛联新安信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：