迟海明，周春良，赵东艳，王于波，唐晓柯

（北京智芯微电子科技有限公司，北京 100192）

随着微电子技术的进步，集成电路的发展日新月异，人们对低成本、低功耗、高性能的芯片设计不断地提出更高的要求。片上系统（SoC）设计理念就是在这样的追求中发展了约20年。随着SoC设计复杂度不断增高，功能验证的难度也在不断加大，更加耗时。现场可编程逻辑阵列（FPGA），经过约30年的发展，不仅可以作为单一逻辑功能部件来使用[1-3]，更已达到片上系统调试的性能要求，在容量上可以通过一片或多片FPGA装下整个SoC的数字部分[4]。FPGA原型验证是将SoC数字部分以及一部分数模混合部分，一致的或通过一定约束的改变，映射到FPGA中进行软硬件协同开发调试。其目的，一是为了对设计有直观的了解，可以在芯片流片前展示整个系统的设计概念，做协议互联互通测试；二是希望软件可以和硬件同步开发，提高整个系统的开发效率；三是可以作为参考模型辅助芯片调试。文中以最新一代电力专用宽带电力线载波通信芯片为例，介绍FPGA原型验证的设计流程以及应用。

1 宽带电力线载波通信芯片

1.1 研发背景

随着智能电网建设的推进，通信速率低、可靠性差的窄带电力线载波通信技术作为本地接入方式，已不能满足用电信息交互的需求。在这样的背景下，宽带电力线载波通信技术规范得以提出。基于国家电网新标准[5]并兼容南方电网标准[6]的高速宽带电力线载波通信芯片[7-8]，从提出经过不断增强，目前已经大规模量产[9-12]。……