有了硬件模拟器“加持”，以太网SoC测试才能“稳准狠”

将这种设置与采用虚拟方法的设置进行比较，如明导国际(Mentor Graphics)的虚拟乙太网设备(VirtuaLAB)。在此场景中，装有Linux环境的工作站连接硬体加速器，在工作站上用软体对乙太网测试仪实现一样的行为模式。基于成熟的实现智慧财产权(IP)，模型准确再现了实际的物理测试仪。

这种虚拟测试仪包括乙太网资料包生成器和监视器(EPGM)，可生成、传输并监控DUT的乙太网资料包。可以为1G、10G、40G/100G和120G分别配置GMII、XGMII、XLGMII/CGMII和CXGMII介面。VirtuaLAB软体也可对流量进行离线分析，提供统计资料，并支援下列功能。

VirtuaLAB虚拟测试仪和DUT之间的介面包括一个VirtuaLAB-DPI实例，它负责与虚拟乙太网扩展的寄存器传输级(xRTL)交易处理器通讯，该处理器与连接到DUT的Null-PHY相连。任意xMII支援类型的每个埠需要一个xRTL交易处理器(图3)。

图3　VirtuaLAB和DUT之间的介面采用负责与虚拟乙太网xRTL通讯的一个EPGM-DPI实例。

VirtuaLAB可为每个工作站提供32GMII、XGMII、XLGMII/CGMII和CXGMII埠。多个工作站的多个VirtuaLAB应用可以结合在一起，即实现多个传输通道，可支援多埠数所需配置。采用高速链路(HSL)卡将各个工作站的协同模型(Co-model)连接到模拟器中。紧密集成的传输机制已准备就绪，设计时钟性能已调节至最佳化，并且它对测试平台来说是透明的。由于采用并行运行时和调试架构，资料流(Data-plane)硬体模拟流量会随埠数呈线性增长。图4为多个协同模型拓扑的架构图。

图4　多个协同模型拓扑的高层视图

除了实现高速资料流传输外，采用这种方法还有诸多其他益处。首先，通过远端存取可快速重新配置虚拟测试仪，以便执行各项功能。其次，工作站是稳定可靠的设备，只占同等功能的复杂乙太网测试仪的一小部分成本。

更重要的是，其能支持多重平行用户，在大型软体发展团队备份时特别有用。同样重要的是，VirtuaLAB设置可利用企业伺服器的资讯科技(IT)管理功能，是将硬体模拟资料中心设置为企业级模拟资源的理想解决方案。

VirtuaLAB支持通过定向(Directed)的测试方法来定义并控制进入硬体模拟DUT的特定封包串流，然后跟踪从DUT返回的封包内容。它可以配置用于多个协同模型主机，主机由一个软体实例，以及虚拟乙太网xRTL交易处理器支援，交易处理器连接到Null-PHY和硬体模拟器上的DUT。此软体可在最多八个协同模型主机上运行。可在一个工作站上控制集中"控制器"软体，对VirtuaLAB实例进行管理。

VirtuaLAB动态埠组重新配置支援复杂测试

乙太网VirtuaLAB非常适合于复杂测试场景的生成和监控。采用互动介面和批次处理模式TCL命令介面来控制媒体存取控制(MAC)并生成由协议和资料流所组成的金字塔。乙太网封包结构的示例包括非同质资料包类型、所有乙太网封包类型、封包资料酬载(Payload)、Jumbo封包、虚拟区域网路(VLAN)、TCP/IP、使用者资料封包协定(UDP)、PAUSE包、网际网路群组管理协议(IGMP)、位址解析通讯协定(ARP)等。每种协议类型的流量百分比可以和不同的资料包大小或资料流程随机大小相混合。封包传输仲裁包括多种演算法：如WRR、DWRR、SO和加密随机乱数(Random)等。

乙太网VirtuaLAB为1/10/40/100Gbit/s全双工速度采用动态埠组重新配置功能，支援复杂交换拓扑的压力测试和错误注入。例如，xMII/PCS宽度、链路速度、链路建立/断线，以及故障状态都可在硬体模拟运行时进行动态配置，并且不需重新编译即可支援对大量埠组配置的测试。回圈冗余校验(CRC)、前置讯号(Preamble)、IFG和网路速率等协定和性能违规均可报告出来。资料包可以在交互或批次处理介面进行查验，以检查资料包统计、发射器(TX)/接收器(Rx)跟踪、中继资料(如签名)、时间戳记以及线路中的所有内容。

硬体模拟提供复杂性能分析

硬体模拟的特点之一是，它能对大型复杂系统进行复杂性能分析。硬体模拟用于验证封包分类、筛选、速率、小频宽(BW)、封包导向规则、流量调整、CoS、删除序列以及利用签名分析对流量进行IFG分析。

某些情况下，可能需要数百万个资料包才能切中当前设计中稳态分析的重点。以测量兆百万位元组乙太网交换机的流量位元速率为例。采用虚拟乙太网签名生成和封包时间戳记(TS)来计算这些数据。

在此测量示例中(图5)，流速X=(Window　FlowX中的位元组数)×8/(1-ms时间 WindowFlowX)。在大量埠数的设备软体模拟中，像这样每个埠每个流量的测量都可以轻松耗掉一周的时间。但通过硬体模拟，同样的测量在1小时内就能完成。

图5　采用硬体模拟，各埠的测量可以在1小时内完成。

总而言之，乙太网VirtuaLAB可提供由软体控制的环境，用于生成、传输和分析乙太网资料包，从而对硬体模拟平台内映射的乙太网SoC进行测试。通过软体模拟方法，一般每天可验证1000个资料包，而硬体模拟和VirtuaLAB乙太网的处理量却达到每天1100万以上。全球位于多个地点的平行多用户可以同时受益。

VirtuaLAB作为一项快速、准确、易用的解决方案，将复杂乙太网SoC设计如期推向市场，极大提升了效率。