今天，以太網交換機和路由器已達到 256 個端口（到年底將會增加到 1024 個端口），而且它們可處理高達 120 Gb/s 的流量。同時
，網絡交換的延遲也在持續下降中，最低延遲已降至 1 µs。所有這些因素促使如今的網絡交換機和路由器芯片成為有史以來最大規模的芯片
，達到了五億門級。在流片完成之前驗證此類複雜 IC 設計是一項難以完成的任務。我們來考慮下具有 128 端口以太網接口的 SoC 設計。

 

盡管可以在塊級別使用 HDL 軟件仿真時，用仿真流量來驗證數億門級的整個設計顯得不合實際，而且必然會被淘汰。這是一個在電路內模擬 (In-Circuit-Emulation ICE) 模式中采用硬件模擬的主要案例。然而，ICE 配pei置zhi需xu要yao對dui每mei個ge端duan口kou使shi用yong一yi個ge以yi太tai網wang測ce試shi儀yi。由you於yu速su度du上shang的de不bu匹pi配pei，測ce試shi儀yi和he硬ying件jian仿fang真zhen器qi不bu能neng直zhi接jie連lian接jie
，需xu要yao在zai兩liang者zhe之zhi間jian插cha入ru速su率lv適shi配pei器qi。

 

例如，我們的128 端口設計的測試設置需要 128 個以太網測試儀和 128 個以太網速度適配器

，以及將其連接起來的所有接線（圖 1）。除了錯綜複雜的布線
、潛在的硬件不可靠性
、zhengtikaizhiwai，zhenggeshezhizhinengzhichiyiweiyonghuzaixianchangtiaoshi。yuanchengfangwengenbenwufashixian
，yinweiyuanchengxuyaojinxingrenweicaozuo，weibutongdeyonghupeizhibutongdeshiyanhuanjing。

 

這種協議激勵建模環境的局限性早在幾年前就已顯現出，因而才有必要創建一個由軟件控製的環境
，用於生成、傳輸和分析以太網數據包，從而對硬件仿真平台內映射的以太網 SoC 進行測試。通過軟件仿真方法，一般每天可驗證 1,000 個數據包，而硬件仿真的處理量可達到 1,100 萬以上。

 

在此場景中，以太網測試儀模型運行於連接到硬件仿真器的Linux工作站上。基於成熟的實現 IP，模型準確再現了實際的物理測試儀。這種虛擬測試儀包括以太網數據包生成器和監視器 (EPGM)，可以為 1G、10G

、40G/100G 和 120G 網絡分別配置 GMII
、XGMII
、XLGMII/CGMII 和 CXGMII 接口。每個支持的MII端口都需要一個 xRTL 事務處理器（圖 2）。

 

圖 1. 一個使用 ICE 驗證的 128 端口以太網交換機

 

多個工作站的多個測試儀應用可以組合在一起，製成多個協同模型
，從而支持大端口計數配置。采用高速鏈路 (HSL) 卡(ka)將(jiang)各(ge)個(ge)工(gong)作(zuo)站(zhan)的(de)協(xie)同(tong)模(mo)型(xing)連(lian)接(jie)到(dao)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)器(qi)中(zhong)。高(gao)度(du)集(ji)成(cheng)的(de)傳(chuan)輸(shu)機(ji)製(zhi)為(wei)時(shi)鍾(zhong)性(xing)能(neng)的(de)最(zui)大(da)化(hua)作(zuo)了(le)優(you)化(hua)，並(bing)且(qie)它(ta)對(dui)測(ce)試(shi)平(ping)台(tai)來(lai)說(shuo)是(shi)透(tou)明(ming)的(de)。由(you)於(yu)運(yun)行(xing)和(he)調(tiao)試(shi)是(shi)並(bing)行(xing)的(de)，數(shu)據(ju)平(ping)麵(mian)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)流(liu)量(liang)會(hui)隨(sui)端(duan)口(kou)數(shu)呈(cheng)線(xian)性(xing)增(zeng)長(chang)。

 

此(ci)方(fang)法(fa)還(hai)有(you)其(qi)他(ta)幾(ji)個(ge)優(you)點(dian)。首(shou)先(xian)，通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)訪(fang)問(wen)可(ke)快(kuai)速(su)重(zhong)新(xin)配(pei)置(zhi)虛(xu)擬(ni)測(ce)試(shi)儀(yi)
，以(yi)便(bian)執(zhi)行(xing)各(ge)項(xiang)功(gong)能(neng)。其(qi)次(ci)，工(gong)作(zuo)站(zhan)是(shi)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)的(de)設(she)備(bei)，隻(zhi)占(zhan)同(tong)等(deng)功(gong)能(neng)的(de)複(fu)雜(za)以(yi)太(tai)網(wang)測(ce)試(shi)儀(yi)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)成(cheng)本(ben)。更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，其(qi)能(neng)支(zhi)持(chi)多(duo)個(ge)並(bing)發(fa)用(yong)戶(hu)，在(zai)大(da)型(xing)軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa)團(tuan)隊(dui)備(bei)份(fen)時(shi)特(te)別(bie)有(you)用(yong)。最(zui)後(hou)同(tong)樣(yang)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)
，可(ke)以(yi)將(jiang)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)當(dang)作(zuo)企(qi)業(ye)級(ji)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)資(zi)源(yuan)使(shi)用(yong)。

 

此方法同樣非常適合於複雜測試場景的生成和監控。采用交互和批處理模式 TCL 命令界麵來控製所有MAC並生成各種各樣的協議和數據。每種協議可以以不同的數據長度或者隨機的數據長度按百分比混合。數據包傳輸仲裁策略包括多種算法：如 WRR、DWRR
、SO 和 Random 等。

 

圖 2. VirtuaLAB 以太網環境

 

qihaizhichifuzajiaohuantuopudeyaliceshihecuowuzhuru。xieyihexingnengweiguijunkebaogaochulai。shujubaokeyizaijiaohuhuopichulimoshizhongjinxingfenxi，yijianzhashujubaotongji
、Tx/Rx 跟蹤、元數據、時間戳以及線路中的所有內容。

 

硬ying件jian仿fang真zhen的de標biao誌zhi之zhi一yi是shi
，它ta能neng對dui大da型xing複fu雜za係xi統tong進jin行xing複fu雜za性xing能neng分fen析xi。某mou些xie情qing況kuang下xia，可ke能neng需xu要yao數shu百bai萬wan個ge數shu據ju包bao才cai能neng切qie中zhong當dang前qian設she計ji中zhong穩wen態tai分fen析xi的de要yao點dian。以yi測ce量liang百bai萬wan兆zhao以yi太tai網wang交jiao換huan機ji的de流liu量liang比bi特te率lv為wei例li。可ke以yi采cai用yong虛xu擬ni以yi太tai網wang簽qian名ming生sheng成cheng和he數shu據ju包bao時shi間jian戳chuo (TS) 來計算這些測量。

 

圖 3. 采用硬件仿真
，各端口的測量可以在一小時內完成

 

在zai大da量liang端duan口kou數shu的de設she備bei軟ruan件jian仿fang真zhen中zhong，像xiang這zhe樣yang每mei個ge端duan口kou每mei個ge流liu量liang的de測ce量liang都dou可ke以yi輕qing易yi耗hao費fei一yi周zhou的de時shi間jian。但dan通tong過guo硬ying件jian仿fang真zhen方fang法fa，同tong樣yang的de測ce量liang在zai一yi小xiao時shi內nei就jiu能neng完wan成cheng。