随着系统芯片(SoC)技术的发展,芯片的复杂性日益增加,如何在设计之初,准确的从整体上把握系统架构,并对其性能、功耗进行评估,成为SoC设计中重大挑战之一。本文从如何快速准确的建立SoC高层模型,并对其架构进行评估、优化入手,提出建立系统总线的高层次抽象模型,最终实现整个系统的抽象模型,从而在设计之初准确地把握系统架构。本文首先比较了当前流行的几种建模工具SYSTEMC和PLI等的优缺点,最终因为ARM公司的ARMulator在仿真速度上的巨大优势,选择其作为本文的建模工具。并在其基础上建立外部存储控制器的模型,通过仿真与真实芯片比较,表明模型的准确性高达95%,达到高层次建模的要求。然后在外部存储控制器模型的基础上,对其架构进行优化,针对GARFIELD系列芯片使用的ARM7TDMI内核没有缓存(CACHE)的特点,利用SDRAM的突发(BURST)传输特性,在外部存储控制器中加入CACHE,将数据或指令预取到CACHE中,减少对SDRAM访问的等待时间,从而提高系统性能。仿真结果表明,相比较于GARFIELD芯片,在外部存储控制器中引入组相关的数据和指令CACHE及预取结构后,系统性能有50%的提升。最后在外部存储控制器模型的基础上,建立了基于ARMulator的AMBA总线模型和外设接口。总线模型由AHB、APB、总线仲裁机制和中断控制器(INTC)等组成。外设的接口包括AHB接口、APB接口和中断接口。通过接口可以扩展出满足各种需要的外设模型,从而在设计之初在ARMulator平台上,准确建立整个SoC系统模型,对复杂应用和模块设计进行评估、优化工作。