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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1496-1501页

作者：于哲周舜民陈方郑州大学国家超级计算郑州中心郑州450001

针对传统SATA控制器存储系统性能受限、安全性不足问题,提出并设计了一款可实现PcIe(peripheral component interconnect express)与SATA(serial advanced technology attachment)协议传输数据互转,基于SM4算法实现本地数据安全存储的高速安全存储Soc(system of chip)芯片。通过构建合理的片内PcIe与SATA互转数据传输通路,利用PcIe VIP(verification intellectual property)及UVM(universal verification methodology)技术搭建系统应用级仿真验证平台,设计基于SystemVerilog语言的源激励用例和c固件,利用脚本自动化控制实现仿真验证。仿真结果表明,该Soc芯片通路上各设备链路建立正确,实现PcIe与SATA互转通路数据正确传输,测试带宽472 MBps,基于SM4算法的本地安全存储加解密无误,SM4算法加解密带宽1.33 Gbps。根据仿真实验结果可知,该PcIe与SATA桥接转换Soc芯片架构设计是可行的,实现了本地数据的安全存储,为进一步进行数据高速转换访问、安全传输存储研究奠定了重要基础。

关键词： PcIe与SATA互转 PcIe VIP UVM c固件

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基于高性能安全存储芯片的SATA通路验证技术研究

基于高性能安全存储芯片的SATA通路验证技术研究

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作者：常琳琳中原工学院

学位级别：硕士

Soc(System on chip),片上系统即系统级芯片,是一种集cPU、存储、显示于一体的芯片,广泛应用于智能手机、电脑等电子产品中,目前主流的Soc芯片有麒麟9000、天玑9000等。当前Soc芯片业正在面临一系列前所未有的挑战,设计者将复杂的功能... 详细信息

Soc(System on chip),片上系统即系统级芯片,是一种集cPU、存储、显示于一体的芯片,广泛应用于智能手机、电脑等电子产品中,目前主流的Soc芯片有麒麟9000、天玑9000等。当前Soc芯片业正在面临一系列前所未有的挑战,设计者将复杂的功能设计集成到一颗芯片上,芯片的性能越来越高,规模也越做越大,使得Soc芯片的设计复杂度不断增加,芯片验证是整个Soc芯片设计流程中最复杂、最耗时的环节,占据了整个芯片研发周期的70%,这对Soc芯片的验证技术也提出了更高的要求。UVM(Universal Verification Methodology,UVM)验证方法学继承了OVM和VMM的优点,是当前主流的验证方法学,极大提高了芯片验证工作的效率。SATA(Serial Advanced Technology Attachment,SATA)串行高级技术附件是一种串行接口,广泛应用于存储芯片,随着SATA协议版本的升级以及SATA接口在Soc芯片中的应用复杂度的提高,对SATA接口的验证要求也在不断提高,因此采用先进高效的UVM验证方法对SATA进行验证是十分必要的。芯片验证分为系统级验证、子系统级验证、模块级验证,前人对于SATA的验证只进行到模块级,并且在验证过程中并未使用先进的验证方法学,本文以SATA通路为验证对象采用UVM验证方法学进行子系统级的验证,子系统级的验证相对模块级来说更加复杂,更加侧重于模块与模块之间的协同工作,因此对SATA通路的验证具有非常重要的工程价值。1、本文基于UVM验证方法学对自研高性能安全存储Soc芯片中SATA通路进行子系统级验证,文中对高性能安全存储Soc芯片架构及SATA通路系统工作原理进行了详细说明,介绍了以SATA DMA、PIO、NcQ等不同的数据传输方式进行SATA协议链路通信建立及数据传输过程。针对SATA通路系统,本文提出了一种基于Soc芯片子系统级的验证方案,采用UVM验证方法学设计了系统验证平台。2、基于UVM系统验证平台,对SATA协议进行分析,依据SATA协议原理以及SATA通路在芯片中的设计结构提取测试功能点,根据功能点设计了系统层面的测试用例,编写加载至系统中运行的c固件测试程序,实现对系统应用层面关注的PIO、DMA、NcQ等SATA命令方式数据传输通路的验证,并且增加异常处理测试用例对SATA通路进行完备的功能测试。3、结合具体波形分析,结果表明,设计的测试用例在系统验证平台中正常运行,实现了对高性能安全存储Soc芯片系统SATA通路的验证,表明SATA通路相关集成设计是合理、满足芯片对SATA数据通路应用需求的。

关键词： UVM Soc SATA数据传输协议 SATA通路 c固件

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基于高性能安全存储芯片的SATA通路验证

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计算机系统应用 2023年第5期32卷 338-343页

作者：常琳琳于哲周舜民韩林中原工学院前沿信息技术研究院郑州450007 国家超级计算郑州中心郑州450001

本文基于UVM验证方法学对自研高性能安全存储Soc芯片系统中SATA通路进行验证,文中对高性能安全存储Soc芯片架构及SATA通路系统工作原理进行说明,以SATA DMA数据传输方式为例介绍了SATA协议链路通信建立及数据传输过程.搭建UVM系统验证平... 详细信息

本文基于UVM验证方法学对自研高性能安全存储Soc芯片系统中SATA通路进行验证,文中对高性能安全存储Soc芯片架构及SATA通路系统工作原理进行说明,以SATA DMA数据传输方式为例介绍了SATA协议链路通信建立及数据传输过程.搭建UVM系统验证平台,文中对SATA协议进行分析,设计规划系统层面测试用例,编写加载至系统中运行的c固件测试程序,实现对系统应用层面关注的PIO、DMA、NcQ等SATA命令方式数据传输通路的验证.结合具体波形分析,结果表明,SATA通路相关集成设计是合理、满足芯片对SATA数据通路应用需求的,实现了对高性能安全存储Soc芯片系统SATA通路的验证.

关键词： UVM Soc SATA数据传输协议 SATA通路 c固件

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