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据相关数据显示,功能缺陷成为集成电路(IC)第一次流片失败的主要原因,因此功能验证已成为芯片开发的主要瓶颈。随着集成电路设计规模逐渐增大以及复杂度不断提高,验证工作的难度也随之增大。传统的验证方法存在可观察性低、可控性差及自动化水平低等缺点;如何应用新的验证语言及验证技术开发自动化的验证平台成为当今IC验证领域的重要研究方向之一。
本论文将北京海尔集成电路设计有限公司开发的一款视频解码HiXXX芯片作为研究对象,主要针对该芯片中重要模块Direct Memory Access Controller(DMAC)进行硬件分析与验证平台开发。有别于之前传统低效的验证环境,本论文采用SystemVerilog语言,并以Verification Methodology Manual(以下简称VMM)验证方法学为基础,实现了覆盖率驱动的DMAC高效验证平台的搭建工作。
本文主要完成了以下工作:1、对SystemVerilog语言以及在此基础上开发的VMM验证方法学的优势进行了详细分析。2、应用Verilog语言完成了DMAC模块的硬件设计,并详细介绍了模块的功能,设计原理,设计架构及模块划分。3、详细介绍了DMAC验证环境的搭建工作,包括验证策略及各个验证组件的具体实现,该验证平台采用System Verilog为验证语言,融合了VMM的层次化理念,并采用约束随机激励进行测试,通过编写功能覆盖率模型,自动收集功能覆盖率来达到自动化验证的效果。4、通过输出的日志文件,对比了功能覆盖率收敛方法(CCT)和改变随机种子两种方法的优劣,得出结论:对于同样数量的数据包激励,前者所用的仿真时间约为627.7ms,而覆盖率达到了99.46％,后者所用的仿真时间约为797.3ms,覆盖率仅达到了98.98％。由此可以得出CCT技术可以在较短的仿真时间内达到较高的覆盖率。5、仿真结果输出有三类文件,分别是波形文件,日志文件和覆盖率报告,结果显示,DMAC模块的代码覆盖率各项指标均达到预期目标,功能覆盖率达到100％。
本论文实现的验证平台灵活性强,可重用,可扩展,其覆盖率驱动特点提高了验证过程中的可观测性,并减少了仿真时间,保证了验证的完备性。目前本论文的成果已经成功运用于该公司的其他项口中,例如具有相似接口的模块级验证甚至系统级的验证平台中。由此可见,基于VMM验证方法学的验证思想为集成度日益增加、多Intellectual Property(IP)复用的System-on-Chip(SOC)验证带来了很大的便利,具有一定的创新和应用价值。