發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 20:13

【摘要】：隨著SoC的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度不斷增加,芯片從設(shè)計(jì)到投入市場需要的時(shí)間越來越長,而市場則需要芯片盡快的投入市場,二者之間的矛盾日益加劇,在如今,芯片的功能驗(yàn)證已經(jīng)成為集成電路設(shè)計(jì)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),使用傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法,由于無法遍歷到所有可能性情況,會(huì)存在一些無法預(yù)知的漏洞。針對此問題,以SystemVerilog為基礎(chǔ)的UVM驗(yàn)證平臺(tái)作為一種新興的驗(yàn)證方案,具有能夠產(chǎn)生隨機(jī)受約束的激勵(lì)、自動(dòng)收集覆蓋率、分析驗(yàn)證結(jié)果和可重用性強(qiáng)等功能,相比傳統(tǒng)的驗(yàn)證方案,有著明顯的隨機(jī)性驗(yàn)證和效率的提升,能夠有效的查找設(shè)計(jì)問題,縮短芯片生產(chǎn)周期。本文以CAN總線控制器驗(yàn)證為研究背景,基于UVM驗(yàn)證方法學(xué),采用SystemVerilog語言完成了研究對象的驗(yàn)證工作。本文具體研究成果如下:完成了CAN總線控制器待測電路的驗(yàn)證點(diǎn)的分解,待測電路包含標(biāo)準(zhǔn)模式和擴(kuò)展模式兩個(gè)工作狀態(tài),基于直接驗(yàn)證思維,根據(jù)其總線架構(gòu)、寄存器參數(shù)配置、工作原理和報(bào)文傳輸?shù)牧鞒?在基于CAN2.0協(xié)議的基礎(chǔ)之上完成驗(yàn)證點(diǎn)的分解。本文依據(jù)兩種不同的模式情況,將驗(yàn)證點(diǎn)主要分解為發(fā)送接收狀態(tài)、發(fā)送接收中斷、數(shù)據(jù)溢出、仲裁捕獲、錯(cuò)誤檢測、寄存器復(fù)位值及讀寫驗(yàn)證、采樣多次以及狀態(tài)驗(yàn)證等功能。完成待測電路的UVM驗(yàn)證平臺(tái)開發(fā),基于驗(yàn)證點(diǎn)的分解,首先對UVM驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì),主要包括監(jiān)控器monitor、驅(qū)動(dòng)driver、計(jì)分板scoreboard、參考模型referencemodel等組件的設(shè)計(jì)與具體實(shí)現(xiàn)方案,同時(shí)應(yīng)用了sequence機(jī)制、phases機(jī)制、factory機(jī)制諸多關(guān)鍵機(jī)制,確保UVM驗(yàn)證平臺(tái)的可重用性,最后據(jù)此搭建了具有隨機(jī)約束激勵(lì)和功能覆蓋率收集的UVM驗(yàn)證平臺(tái),基于已分解而成的驗(yàn)證功能點(diǎn)編寫測試用例,通過測試用例啟動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行仿真,完成CAN總線控制器的模塊級驗(yàn)證,使得待驗(yàn)證的設(shè)計(jì)功能運(yùn)行正常并且符合設(shè)計(jì)規(guī)范。對驗(yàn)證過程進(jìn)行了驗(yàn)證完備性的分析,其中包括功能覆蓋率的收集和代碼覆蓋率的收集以及缺陷率的追蹤。本文通過覆蓋組(covergroup)的設(shè)計(jì)進(jìn)行功能覆蓋率的信息收集工作,通過仿真軟件實(shí)現(xiàn)代碼覆蓋率的收集工作。其中,功能覆蓋率達(dá)到100%,總體代碼覆蓋率達(dá)到95.41%(塊覆蓋率94.38%,表達(dá)式覆蓋率94.54%,狀態(tài)機(jī)覆蓋率98.24%),兩個(gè)覆蓋率均達(dá)到規(guī)定的驗(yàn)證指標(biāo)要求,達(dá)到了驗(yàn)證的目的和價(jià)值。本文缺陷率的追蹤主要通過統(tǒng)計(jì)工具完成了缺陷率曲線的分析工作以及缺陷種類的分析工作。分析結(jié)果顯示,本項(xiàng)目缺陷率曲線呈下降的收斂狀態(tài),所發(fā)現(xiàn)的缺陷種類呈基本缺陷到高級缺陷的轉(zhuǎn)化趨勢,達(dá)到了驗(yàn)證的質(zhì)量要求。本文根據(jù)UVM驗(yàn)證方法學(xué)的結(jié)構(gòu)和特性完成了CAN總線控制器驗(yàn)證平臺(tái)的搭建,同時(shí)使用定向測試和隨機(jī)測試對模塊進(jìn)行驗(yàn)證,通過NCSim等軟件仿真并分析log文件及電路仿真波形圖,高效率的完成了DUT電路的驗(yàn)證,總體上使得芯片的驗(yàn)證效率更高,整體縮短的芯片開發(fā)周期。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP332.3;TN402
【圖文】：

以便全面了解用戶。就像使用 OVM 一樣，一個(gè)以度量為導(dǎo)向的驗(yàn)證流程中實(shí)現(xiàn)的，該流程利試的功能和自動(dòng)化來確保生產(chǎn)力。 驗(yàn)證平臺(tái)組件結(jié)構(gòu)當(dāng)中，所有驗(yàn)證組件都是從這些基類派生的較、復(fù)制、打印和報(bào)告功能，這是 UVM 的核心功只有兩個(gè)主要分支。一個(gè)是定義驗(yàn)證組件，如驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證組件消耗和操作的數(shù)據(jù)對象。所有測試平臺(tái)派生，所有數(shù)據(jù)對象都應(yīng)該從 uvm_sequence_item了序列的概念，這個(gè)概念是設(shè)計(jì)的實(shí)際激勵(lì)的容中，它將增強(qiáng)重復(fù)使用的能力，并以隨機(jī)順序驅(qū)動(dòng)證結(jié)果。UVM 驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 2.5 所示：

圖 4.4 interface 部分代碼圖接口中先后定義時(shí)鐘 CLK 信號，復(fù)位 RST 信號，數(shù)據(jù)地址復(fù)用 AD 信號，片（低有效，讀使能），RD（寫使能，低有效），WR 地址鎖定（下降沿有效），模擇（MODE，1=intel 模式，0=motorala 模式）數(shù)據(jù)發(fā)送端口：TX0，TX1。數(shù)據(jù)端口：RX0，RX1。4.2.2 事務(wù)基類 transaction事務(wù)基類 transaction 的 CAN 總線驗(yàn)證平臺(tái)當(dāng)中傳遞數(shù)據(jù)的一部分，是一個(gè)抽概念，一般的數(shù)據(jù)交換是通過定義幀或者包為單位的，一個(gè) transaction 就是一個(gè)于 CAN 總線控制器邏輯電路進(jìn)行通信的時(shí)候，數(shù)據(jù)以信號的形式打入 CAN_D中。transaction 部分設(shè)計(jì)代碼如下，其中 frame_format 是幀的格式（標(biāo)準(zhǔn)模式或展模式），frame_type 是幀的類型（數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀），ID 是 29 位的標(biāo)，data 表示 8 位數(shù)據(jù)，而 data_size 表示數(shù)據(jù)大小，crc 校驗(yàn)碼為 15 位。

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8 印琴;于宗光;魏敬和;蔡潔明;;消息重試靈活的增強(qiáng)型1553B總線控制器設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué);2014年06期

9 樊彬;唐藝菁;王劍峰;柴波;;一種新型高速1553B總線控制器的應(yīng)用驗(yàn)證[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2014年05期

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3 陰江;王曉宇;張婭楠;孫超;連世偉;;高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)Industrial IT Control System AC 800F的概述[A];2010年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)文集（下）[C];2009年

4 楊新照;王凌;張鳳登;;快速成型在CAN總線控制器上的應(yīng)用[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第六屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 柴鳳萍;張新玉;;1553B總線消息接收處理方法研究[A];第二十五屆全國空間探測學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2012年

6 趙琰;安軍社;;配置項(xiàng)測試自動(dòng)化在嫦娥一號正樣有效載荷總線控制器軟件測試中的應(yīng)用研究[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測專業(yè)委員會(huì)第十九次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];2006年

7 鄧雪杰;張媛媛;;并聯(lián)掛架發(fā)射控制系統(tǒng)研究[A];“測試性與智能測控技術(shù)”——2018年中國航空測控技術(shù)�？痆C];2018年

8 鞠浩;錢亮;;基于SOPC的1553B總線通用控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];全國第4屆信號和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

9 劉思久;全宏波;汪秀豐;馮玉貴;張禮勇;;USB-GPIB總線控制器[A];全國第二屆總線技術(shù)與測控系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2001年

10 楊海濤;于久恩;祖士珍;胡文華;;PCI總線控制器PCI9030的原理和應(yīng)用[A];全國第二屆總線技術(shù)與測控系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2001年

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6 梁立柱;箭用1553B總線控制器雙冗余方案研究[D];上海交通大學(xué);2012年

7 趙杰;基于FPGA的1553B總線控制器設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2014年

8 江英;基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的嵌入式總線控制器的設(shè)計(jì)[D];哈爾濱理工大學(xué);2005年

9 李啟鵬;飛機(jī)配電系統(tǒng)智能總線控制器的研究設(shè)計(jì)[D];西北工業(yè)大學(xué);2001年

10 蔣俊華;基于FPGA的I～2C總線控制器的設(shè)計(jì)[D];河南大學(xué);2007年

本文編號：2726181