一种SD卡模型的时序控制方法

摘要

本发明公开了一种SD卡模型的时序控制方法，用于SD卡模型验证的验证平台的激励创建有用于随机SD卡标准时序值的类，并匹配该随机SD卡标准时序值的类，还创建有关联不同时序值用以产生相应时序参数的类；适配待测的SD卡模型，根据命令操作和数据读写生成激励时，对命令操作和数据读写的不同时段随机相应的时序值，并配置相应的时序参数。依据本发明可以更好的控制SD卡模型的时序。

权利要求

1.一种SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，用于SD卡模型验证的验证平台的激励创建有用于随机SD卡标准时序值的类，并匹配该随机SD卡标准时序值的类，还创建有关联不同时序值用以产生相应时序参数的类；

适配待测的SD卡模型，根据命令操作和数据读写生成激励时，对命令操作和数据读写的不同时段随机相应的时序值，并配置相应的时序参数。

2.根据权利要求1所述的SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，生成激励时，命令操作与数据读写分开，并通过标志位标识命令操作与数据读写的起始位置，从而，区分出不同的时段而相应随机时序值，并配置相应的时序参数。

3.根据权利要求2所述的SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，随机值包括：Ncr：除了命令CMD2和ACMD41外的命令结束位到回复起始位之间的时钟周期；

Nac：命令结束位到读数据起始位之间的时钟周期。

4.根据权利要求1至3任一所述的SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，命令操作中根据命令类型确定延时时间，并在延时时间到达后进入回复命令过程。

5.根据权利要求4所述的SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，命令类型若为CMD2或者ACMD41，则延时5个时钟周期，若为其他命令则从2~64个时钟周期中随机出延时时间。

6.根据权利要求1至3任一所述的SD卡模型的时序控制方法，其特征在于，在数据读写中接收完一组数据，则在等待两个时钟周期后，在数据线DAT0上回复CRC状态。

说明书

一种SD卡模型的时序控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种SD卡（Secure Digital Memory Card，安全数码存储卡）模型的时序控制方法，属于片上系统（System on a chip， SoC）芯片验证技术领域。

背景技术

[0002] 对于一个SoC芯片，在一些应用中需要挂载外部设备，如SD卡，这就需要在SoC模块级中验证SD卡的控制器以及在顶层验证SoC系统能否对SD卡进行正确操作。模块级验证及顶层验证是在电脑上利用仿真软件进行验证，所以如果想在仿真时验证SoC芯片的SD功能的正确性就需要一个兼容性好的SD卡模型。

[0003] 具体来说，SD卡是SD总线的外挂设备，通过SD控制器与片上总线AHB（Advanced High Performance Bus，高级高性能总线）相连，控制器分别通过命令线、数据线向SD卡端发送命令，并从SD卡端接收响应。通信过程中卡是被动的，再接收到控制器相关命令后进行相应的反馈。

[0004] 在现有的技术中，一般采用设计的思想利用verilog语言设计SD卡模型，这种方法虽然可以设计SD卡模型，但是由于该类设计是采用时钟跳变进行时序控制，各个控制逻辑并行进行。

[0005] 该类设计方法灵活性不足，表现在一方面是不能对时序做到很好的控制，如对于SD标准的时序值Ncr，如果采用该类设计的思想，也就是在某个时钟触发后再延时Ncr个时钟周期，从而导致代码很难调试，而且很难使得其值在2到64之间随机。

[0006] 另一方面是难以利用状态机控制SD卡状态转换，如卡识别模式是一个顺序过程，而数据传输模式中的SD卡状态相互跳转。

发明内容

[0007] 因此，本发明的目的在于提供一种SD卡模型的时序控制方法，以更好的控制SD卡模型的时序。

[0008] 本发明采用以下技术方案：

[0009] 一种SD卡模型的时序控制方法，用于SD卡模型验证的验证平台的激励创建有用于随机SD卡标准时序值的类，并匹配该随机SD卡标准时序值的类，还创建有关联不同时序值用以产生相应时序参数的类；

[0010] 适配待测的SD卡模型，根据命令操作和数据读写生成激励时，对命令操作和数据读写的不同时段随机相应的时序值，并配置相应的时序参数。

[0011] 上述SD卡模型的时序控制方法，生成激励时，命令操作与数据读写分开，并通过标志位标识命令操作与数据读写的起始位置，从而，区分出不同的时段而相应随机时序值，并配置相应的时序参数。

[0012] 上述SD卡模型的时序控制方法，随机值包括：

[0013] Ncr：除了命令CMD2和ACMD41外的命令结束位到回复起始位之间的时钟周期；

[0014] Nac：命令结束位到读数据起始位之间的时钟周期。

[0015] 上述SD卡模型的时序控制方法，命令操作中根据命令类型确定延时时间，并在延时时间到达后进入回复命令过程。

[0016] 上述SD卡模型的时序控制方法，命令类型若为CMD2或者ACMD41，则延时5个时钟周期，若为其他命令则从2~64个时钟周期中随机出延时时间。

[0017] 上述SD卡模型的时序控制方法，在数据读写中接收完一组数据，则在等待两个时钟周期后，在数据线DAT0上回复CRC状态。

[0018] 依据本发明，通过随机SD卡标准时序值，也就是采用随机时序模型，借以更好的控制SD卡模型的时序。

附图说明

[0019] 图1为命令操作流程图。

[0020] 图2为数据读写流程图。

具体实施方式

[0021] 一种SD卡模型的时序控制方法，所对应的SD卡模型包含以下文件：

[0022] sd_dev.sv，这是模型的顶层文件，用于连接模型的各个文件，包含了SD device（SD设备）与外部连接的接口。部分内容如下所示：

[0023] module sd_dev

[0024] (

[0025] input sdclk,

[0026] wire cmd,

[0027] wire [3:0] dat

[0028] );

[0029] --------------------------------------

[0030] --------------------------------------

[0031] sd_dev_io

[0032] sd_dev_io (

[0033] .clk(sdclk)

[0034] );

[0035] sd_dev_test

[0036] sd_dev_test (

[0037] .io (sd_dev_io),

[0038] .mem_io (ahb_slv_mem_io)

[0039] );

[0040] assign cmd = sd_dev_io.cmd_oe ? sd_dev_io.cmd_out : 'z;

[0041] assign sd_dev_io.cmd_in = cmd;

[0042] assign dat = sd_dev_io.dat_oe ? sd_dev_io.dat_out : 'z;

[0043] assign sd_dev_io.dat_in = dat;

[0044] endmodule。

[0045] sd_dev.svh，这是SD卡模型的头文件，包含一些固定值，如CID（Card Identification，卡标识），OCR(Operation Condition register，操作条件寄存器)等。

[0046] sd_dev_io.sv，这是模型的接口文件，用于连接SD卡的接口与program文件。部分内容如下所示：

[0047] `include "sd_dev.svh"

[0048] interface sd_dev_io

[0049] (

[0050] input logic clk

[0051] );

[0052] logic cmd_oe;

[0053] logic cmd_in;

[0054] logic cmd_out;

[0055] logic dat_oe;

[0056] logic [3:0] dat_in;

[0057] logic [3:0] dat_out;

[0058] --------------------------------------

[0059] --------------------------------------

[0060] endinterface。

[0061] sd_dev_test.sv，这是program文件（也就是验证平台中的激励）。部分代码如下所示：

[0062] `include "sd_dev.svh"

[0063] program automatic sd_dev_test

[0064] (

[0065] interface io,

[0066] interface mem_io

[0067] );

[0068] import sd_dev_pkg::*;

[0069] initial

[0070] begin

[0071] Env_sd_dev env;

[0072] env = new();

[0073] --------------------------------------

[0074] --------------------------------------

[0075] env.run_test();

[0076] end

[0077] endprogram :sd_dev_test。

[0078] sd_dev_pkg.sv，这是package文件，包含所有的类。

[0079] 具体方案如下，

[0080] sd_dev_test.sv文件中将接口传给sd_dev_pkg.sv中的类，并启动模型。

[0081] sd_dev_pkg.sv包含下面的类：

[0082] Cfg_sd_dev，配置SD卡模型的参数，用于配置SD卡模型。

[0083] Pkt_sd_dev，采用systemveilog的语法随机SD标准时序值（参见SD规范第4.12.4节-Time Values（Copyright 2001-2009 SD Group(Panasonic,SanDisk,Toshiba)and SD Card Association Physical Layer Specification Version 3.00）。

[0084] 对于不同的SD卡，其时序值是不同的，对于SD卡的时序值随机用来模拟不同的SD卡。如对下面值随机：

[0085] Ncr：命令结束位（除了CMD2和ACMD41）到回复起始位之间的时钟周期。

[0086] Nac：命令结束位到读数据起始位之间的时钟周期。

[0087] CMD2和ACMD41为规范的操作命令，本领域的技术人员应有清楚的理解，在此不再赘述。

[0088] 对于不同时段进行时序的随机，能够更好地适配当前运行状态的时序，从而能够更好地控制时序。

[0089] 对SD卡模型验证的过程中，通过如标志位的设定，可以知晓某一操作的当前状态，从而更好的控制时序。

[0090] 鉴于某些操作退出机制不一定运行在理想状态，通过合理的时间延迟，借以控制整体的时序。

[0091] 进一步的类还有Gen_sd_dev，用以产生不同的时序参数，以匹配随机的SD标准时序。

[0092] 使用此类（Gen_sd_dev）构建Pkt_sd_dev类，这样SD卡时序值就确定了。

[0093] Env_sd_dev，用于封装package中的所有类，封装后产生的封装体用于在SD卡模型中的传递。

[0094] Bfm_sd_dev，SD卡模型的主体，用于命令回复和数据收发，主要采用下面方案：

[0095] 1、命令操作和数据读写分开，两者往往采用不同的时序，采用两者分开的手段以利于时序控制。

[0096] 2、对于命令操作来说分为以下步骤，参见说明书附图1：

[0097] （1）空过程。在此过程时等待命令起始位，如果等到则进入读取命令过程，否则停留在此过程。

[0098] （2）读取命令过程。在此过程接收命令线上的命令，并对命令进行CRC (Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验，如果没有错误则进入分析命令过程，如果出错则停止运行，并跳转到空过程。

[0099] （3）分析命令过程。在此过程分析接收到的命令，判断命令类型，根据命令更新SD卡模型的卡状态，准备好回复的命令，根据命令类型进行延时，如果为CMD2或ACMD41，延时Nid（=5）个时钟周期，如果为其他命令延时Ncr（=[2:64]）个时钟周期，进入回复命令过程。

[0100] SD卡在收到命令后进行回复命令或数据传输时要进行一定的延时。使用本方法设计的SD卡模型，不仅可以实现已有SD卡模型的功能，并且能够更好的控制SD卡的时序，同时对于验证工程师来说使用此方法可以更快地设计其他器件模型。

[0101] （4）回复命令过程。如果命令需要回复则在命令线上发送回复命令，如果命令不需要回复则什么也不做，进入空过程。

[0102] 3、对于数据读写（读写是SD主机的读写）来说分为以下步骤：

[0103] （1）空过程。在此过程查看SD卡模型是否为接收数据状态（RCV）或发送数据状态（DATA），如果SD卡模型状态为RCV，程序进入接收数据过程，如果SD卡模型状态为DATA，程序进入发送数据过程。

[0104] （2）接收数据过程。在此过程等待数据线上的数据起始位，等到后接收数据，然后进行CRC校验。对于多写来说，如果在接收数据的过程中出现SD卡停止命令CMD12，则停止数据接收，进入空过程。如果接收完一组数据，则在等待两个时钟周期后，在数据线DAT0上回复CRC状态（包含1位起始位，1位结束位，3位状态位）。如果CRC出错，则CRC状态位为“101”，并丢弃此次数据，如果为多写，SD卡模型状态进入RCV，否则SD卡模型进入传输状态（TRAN），程序进入空过程。如果CRC出错，则CRC状态位为“010”，然后进入存储数据过程。

[0105] （3）存储数据过程。此过程是模拟SD卡进入编程状态（PRG）。存储完成后如果为多写，SD卡模型状态进入RCV，否则SD卡模型进入传输状态（TRAN）。程序进入空过程。

[0106] （4）发送数据过程。在此过程发送数据及其校验位。对于多读来说，如果在发送过程中出现SD卡停止命令CMD12，则停止数据发送，进入空过程。如果发送完一组数据，根据是否多读更改SD卡模型的卡状态，如果为多读，卡状态保存DATA不变，否则进入TRAN。程序进入空过程。