一種基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)研究

1、一種基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)研究詹文法1, 李 麗2, 程作 時(shí)間:2008年05月29日 字 體: 大 中 小關(guān)鍵詞:驗(yàn)證平臺(tái)可重用性參數(shù)化外設(shè)源代碼摘要： 提出了一種基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的模塊化和抽象技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了層次化的片上總線結(jié)構(gòu)，同時(shí)引入了參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法，使可重用性進(jìn)一步提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用此方法構(gòu)建的驗(yàn)證平臺(tái)，可重用率至少可達(dá)60%，驗(yàn)證效率提高約35%。關(guān)鍵詞： 驗(yàn)證平臺(tái) 可重用性 待驗(yàn)證模塊 功能驗(yàn)證隨著集成電路設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)復(fù)雜度的不斷增加，傳統(tǒng)的功能驗(yàn)證(Functional Verification)方法由于存在測(cè)試集(Test Suit

2、e)過(guò)于龐大、執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，已經(jīng)無(wú)法提供足夠的性能來(lái)檢查系統(tǒng)所有功能的正確性。同時(shí)，基于IP重用的系統(tǒng)芯片SoC(System on a Chip)設(shè)計(jì)方法學(xué)的出現(xiàn)，也對(duì)傳統(tǒng)驗(yàn)證方法提出了新的挑戰(zhàn)。在缺乏足夠相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的情況下如何有效驗(yàn)證第三方提供的IP；如何對(duì)單個(gè)IP以及系統(tǒng)集成后的SoC進(jìn)行驗(yàn)證并提高驗(yàn)證效率等，都是SoC驗(yàn)證工程師所面臨的難題12。傳統(tǒng)的方法是設(shè)計(jì)者提供待驗(yàn)證元件DUV(Design Under Verification)的驗(yàn)證平臺(tái)，輸入測(cè)試向量，驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果是否正確。這種方法的缺陷在于，對(duì)于不同的DUV需要開(kāi)發(fā)不同的驗(yàn)證平臺(tái)。SoC設(shè)計(jì)是一種面向集成的設(shè)計(jì)，包含

3、模塊(即IP)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成兩個(gè)部分。因此，傳統(tǒng)的SoC驗(yàn)證需要開(kāi)發(fā)兩個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)：IP單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)和SoC系統(tǒng)集成驗(yàn)證平臺(tái)。驗(yàn)證平臺(tái)的開(kāi)發(fā)本身需要時(shí)間，不利于產(chǎn)品的快速面市，而且也很難保證設(shè)計(jì)的驗(yàn)證平臺(tái)本身100%的正確。如何提高這兩個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)的開(kāi)發(fā)效率也就成了驗(yàn)證的難點(diǎn)。關(guān)于驗(yàn)證平臺(tái)的研究，目前主要集中在三個(gè)方面：提高驗(yàn)證元件的抽象層次235；提高驗(yàn)證元件的可重用性36和提高驗(yàn)證過(guò)程的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)57。提高驗(yàn)證元件的抽象層次，可以更早地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，減少系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間；提高驗(yàn)證元件的可重用性，可以減少驗(yàn)證平臺(tái)的開(kāi)發(fā)時(shí)間；提高驗(yàn)證過(guò)程的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，可以加大驗(yàn)證過(guò)程的運(yùn)行效率。以上三種方法都可以有

4、不同程度的提高驗(yàn)證效率，然而其開(kāi)發(fā)過(guò)程都是針對(duì)特定的DUV的。同一種DUV或其衍生系統(tǒng)，可以用上述方法開(kāi)發(fā)。但對(duì)于不同的DUV，就需要重新設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái)。例如對(duì)ROM和CPU的驗(yàn)證，就需要設(shè)計(jì)兩種不同的驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)不同的系統(tǒng)芯片更是如此。本文正是在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的抽象和模塊化方法的基礎(chǔ)上，采用層次化的片上總線結(jié)構(gòu)，使驗(yàn)證元件的開(kāi)發(fā)基于特定的總線，只要總線不同，驗(yàn)證元件就不需要修改。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高可重用性，采用了參數(shù)化的思想。使用該方法構(gòu)建的驗(yàn)證平臺(tái)，可以同時(shí)適用于IP單獨(dú)驗(yàn)證和SoC系統(tǒng)集成驗(yàn)證，即不僅可以在不同的IP之間實(shí)現(xiàn)可重用，而且在

5、IP到SoC的集成也可以實(shí)現(xiàn)可重用。該驗(yàn)證平臺(tái)極大地提高了驗(yàn)證平臺(tái)的開(kāi)發(fā)效率。對(duì)于IP單獨(dú)驗(yàn)證，如果IP基于同一總線，驗(yàn)證平臺(tái)開(kāi)發(fā)時(shí)元件的重用率可以達(dá)到100%，如果IP不是基于同一總線，僅僅需要修改部分驗(yàn)證元件。該驗(yàn)證平臺(tái)同時(shí)還具有可擴(kuò)展性、自動(dòng)化、可升級(jí)性和可維護(hù)性等特點(diǎn)。1 基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)隨著IP標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)行，SoC的結(jié)構(gòu)趨于統(tǒng)一，采用層次化的片上總線結(jié)構(gòu)，SoC包括處理器總線、系統(tǒng)總線和外設(shè)總線，所有的IP組成SoC時(shí)，都是掛接在這三條總線上8的。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖可見(jiàn)，存儲(chǔ)器管理單元(CPU、MMU)、高速緩存、主存儲(chǔ)器、仲裁器和IP分別接在處理器總線、系統(tǒng)總線

6、和外設(shè)總線上，集成為SoC?；谔囟ǖ目偩€不同的IP可以實(shí)現(xiàn)重用，IP可以集成為SoC，是因?yàn)椴捎昧藢哟位钠峡偩€結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)IP的種類(lèi)將其分別掛接在處理器總線、系統(tǒng)總線和外設(shè)總線上。基于這種思想，驗(yàn)證平臺(tái)也可以采用層次化的片上總線結(jié)構(gòu)，如圖2所示。將驗(yàn)證平臺(tái)分解成監(jiān)視器、總線報(bào)告器(Bus Reporter)、驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)服務(wù)等，并分別掛接在處理器總線、系統(tǒng)總線和外設(shè)總線上。本文介紹的驗(yàn)證平臺(tái)是建立在VSIA IPBUS 2.0規(guī)范8的基礎(chǔ)上的。只要參與驗(yàn)證的模塊符合VSIA 的IP設(shè)計(jì)規(guī)范，就可以直接使用該驗(yàn)證平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證。對(duì)于不符合VSIA規(guī)范的IP，在驗(yàn)證前需要增加一層接口來(lái)封裝這個(gè)I

7、P，這層接口實(shí)現(xiàn)IP與VSIA協(xié)議的轉(zhuǎn)換。該驗(yàn)證平臺(tái)在SOLARIS 8操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)，用BOURN shell腳本、RERL腳本和Verilog編寫(xiě)，仿真器采用Cadence公司的Verilog-XL。?驗(yàn)證模塊可以根據(jù)需要加入驗(yàn)證平臺(tái)。每次的驗(yàn)證過(guò)程就是相應(yīng)的激勵(lì)作用于驗(yàn)證平臺(tái)的過(guò)程。驗(yàn)證結(jié)果由驗(yàn)證平臺(tái)產(chǎn)生、檢驗(yàn)和輸出。其中，監(jiān)視器、總線報(bào)告器、驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)服務(wù)和激勵(lì)文件的開(kāi)發(fā)采用抽象和模塊化原則，具體可見(jiàn)參考文獻(xiàn)2、4中介紹的方法。監(jiān)視器用于檢查總線上的數(shù)據(jù)傳輸，報(bào)告接口上關(guān)鍵信號(hào)的變化。驗(yàn)證平臺(tái)提供的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視器模板有：處理器總線監(jiān)視器模板、系統(tǒng)總線監(jiān)視器模板和外設(shè)總線監(jiān)視器模板?？偩€報(bào)告

8、器用于報(bào)告總線上協(xié)議的錯(cuò)誤和特定信號(hào)；同時(shí)也提供了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模板。監(jiān)視器和總線報(bào)告器可以根據(jù)需要打開(kāi)或關(guān)閉，可以通過(guò)控制參數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了方便，驗(yàn)證平臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)將該參數(shù)放到了驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)配置文件中。激勵(lì)系列是由Verilog和C語(yǔ)言編寫(xiě)的測(cè)試向量。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，激勵(lì)并不是驗(yàn)證平臺(tái)的一部分，因?yàn)榧?lì)與要驗(yàn)證的元件密切相關(guān)，隨驗(yàn)證元件的不同而不同，但激勵(lì)是調(diào)用驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)就如同軟件設(shè)計(jì)中調(diào)用系統(tǒng)API的應(yīng)用程序，所以激勵(lì)是進(jìn)行驗(yàn)證不可缺少的部分。為了方便操作，驗(yàn)證平臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)，將一些經(jīng)常需要配置的部分設(shè)為參數(shù)，然后將這些參數(shù)放在配置文件中來(lái)設(shè)置。通過(guò)配置文件可以配置驅(qū)動(dòng)、監(jiān)視器和驗(yàn)證選項(xiàng)。配置文

9、件和激勵(lì)文件都由驗(yàn)證平臺(tái)的使用者編輯。驗(yàn)證平臺(tái)的另一個(gè)特點(diǎn)是靈活性。利用Cadence公司的Verilog-XL仿真器，各待驗(yàn)證元件的模型可以是多種形式的描述。該驗(yàn)證平臺(tái)可以進(jìn)行C/C+、Verilog和VHDL協(xié)同驗(yàn)證，支持的模型包括C/C+的PLI、VPI或OMI模型、Verilog/VHDL行為級(jí)模型、Verilog/VHDL RTL級(jí)模型或Verilog/VHDL門(mén)級(jí)模型以及管腳模型。該驗(yàn)證平臺(tái)還可以根據(jù)配置文件來(lái)調(diào)取同一IP的不同版本，實(shí)現(xiàn)版本控制。對(duì)于不同的描述，激勵(lì)大都需要重寫(xiě)。使用該驗(yàn)證平臺(tái)，使得同一激勵(lì)文件可以應(yīng)用設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，避免了重復(fù)編輯激勵(lì)文件，從而在驗(yàn)證環(huán)節(jié)上節(jié)省了

10、大量時(shí)間。上述基于總線的可重用驗(yàn)證平臺(tái)可以同時(shí)作為IP單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)和SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)使用。驗(yàn)證單個(gè)IP時(shí)，為了提高驗(yàn)證速度，只需將該IP所對(duì)應(yīng)的總線上的監(jiān)視器和總線報(bào)告器保留，而將其他總線上的監(jiān)視器和總線報(bào)告器關(guān)閉，以免消耗系統(tǒng)資源，影響驗(yàn)證速度。例如，驗(yàn)證主存儲(chǔ)器時(shí)，只需要保留系統(tǒng)總線上的監(jiān)視器和總線報(bào)告器，將處理器總線和外設(shè)總線上的監(jiān)視器和總線報(bào)告器都關(guān)閉。驗(yàn)證SoC時(shí)，其系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的連接見(jiàn)圖2。監(jiān)視器和總線報(bào)告器不驅(qū)動(dòng)信號(hào)，僅完成對(duì)信號(hào)的監(jiān)視，包括檢查協(xié)議的連續(xù)性、時(shí)序和期望的響應(yīng)等。從圖2中可以看出，監(jiān)視器和總線報(bào)告器的設(shè)計(jì)是基于特定總線的，在構(gòu)成另一個(gè)SoC驗(yàn)證平臺(tái)時(shí)，只要特定的

11、總線不變(如其處理器總線)，若兩個(gè)SoC都使用M*Core CPU時(shí)，處理器總線上對(duì)應(yīng)的監(jiān)視器和總線報(bào)告器就可以直接使用，因此有很高的可重用性?？紤]到監(jiān)視器可能會(huì)監(jiān)視內(nèi)部信號(hào)，因此在邏輯綜合時(shí)，需要將這些要監(jiān)視的內(nèi)部信號(hào)保留。驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)服務(wù)都是基于外設(shè)總線的，為了進(jìn)一步提高可重用性，將驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)服務(wù)分解成一個(gè)個(gè)子任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，任務(wù)之間互相獨(dú)立，當(dāng)修改一個(gè)任務(wù)時(shí)不會(huì)影響其他任務(wù)，所有的任務(wù)合在一起就構(gòu)成了任務(wù)庫(kù)。驅(qū)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的任務(wù)庫(kù)是基于外設(shè)總線的。系統(tǒng)服務(wù)所對(duì)應(yīng)的任務(wù)包括驗(yàn)證平臺(tái)的配置、驗(yàn)證的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證工具的調(diào)用等。此時(shí)激勵(lì)文件的編寫(xiě)就變成了調(diào)用任務(wù)庫(kù)中的任務(wù)，使激勵(lì)文件的編寫(xiě)更簡(jiǎn)單易行。2

12、 驗(yàn)證平臺(tái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證平臺(tái)所涉及的文件和工具非常多，采取合理高效的目錄管理有利于項(xiàng)目管理和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的更新，方便腳本的調(diào)用和配置，從而實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證過(guò)程的自動(dòng)化。為此將驗(yàn)證平臺(tái)分為：工具目錄、整體目錄(也稱(chēng)系列目錄，F(xiàn)amily Directory)、模塊目錄和工作目錄四個(gè)子目錄。2.1 工具目錄該目錄下存儲(chǔ)驗(yàn)證平臺(tái)運(yùn)行時(shí)所需要使用的驗(yàn)證工具以及與整體目錄的鏈接。該目錄下主要有兩個(gè)腳本文件：family_mapping和sim_env。family_mapping文件指定芯片系統(tǒng)數(shù)據(jù)映射路徑，sim_env文件提供驗(yàn)證平臺(tái)的入口，文件包含對(duì)Verilog-XL仿真器工具、代碼覆蓋率工具等調(diào)用接口，并

13、通過(guò)shell語(yǔ)言的文本過(guò)濾命令sed和awk，提取目錄和文件，以便構(gòu)建完整的驗(yàn)證平臺(tái)。其工作原理是：從模塊目錄中提取驗(yàn)證所需的模塊文件(.v)和從模板產(chǎn)生測(cè)試文件(test.v)，并將這些文件名和驗(yàn)證時(shí)所需要的工具和相應(yīng)參數(shù)全部輸出到一個(gè)文件中，即驗(yàn)證所需要的所有元件全部在該文件中，用腳本調(diào)用該文件就可以完成驗(yàn)證過(guò)程。驗(yàn)證平臺(tái)的可重用性主要體現(xiàn)在本目錄。在該目錄中，使用了參數(shù)化的思想來(lái)達(dá)到重用的目的。使用者可以通過(guò)配置參數(shù)來(lái)建立所需要的驗(yàn)證平臺(tái)。這是該驗(yàn)證平臺(tái)的特點(diǎn)之一，也是其與傳統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的不同之處。2.2 整體目錄建立當(dāng)前驗(yàn)證平臺(tái)所需的信息存儲(chǔ)在整體目錄中，包括可重用的代碼信息(如監(jiān)視器

14、和總線報(bào)告器等)、系統(tǒng)服務(wù)、輔助文件、內(nèi)部鏈接等。驗(yàn)證平臺(tái)的可升級(jí)性主要體現(xiàn)在這個(gè)目錄中，當(dāng)SoC升級(jí)或做部分修改時(shí)，其相應(yīng)的驗(yàn)證平臺(tái)就需要調(diào)整，如在SoC升級(jí)為后續(xù)衍生產(chǎn)品的驗(yàn)證中，系統(tǒng)服務(wù)就需要修改，而此時(shí)系統(tǒng)服務(wù)可以與原來(lái)有不同的實(shí)現(xiàn)，但必須有相同或相似的接口和參數(shù)。這樣，激勵(lì)文件和腳本文件就可以不用修改，從而實(shí)現(xiàn)修改程度最小化。2.3 模塊目錄該目錄包括當(dāng)前需要驗(yàn)證的設(shè)計(jì)的源代碼及相關(guān)信息。對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，按照設(shè)計(jì)流程可以劃分為系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、RTL級(jí)設(shè)計(jì)、門(mén)級(jí)設(shè)計(jì)、布局布線設(shè)計(jì)，因此模塊目錄可以相應(yīng)地劃分為以下子目錄：系統(tǒng)級(jí)源代碼、RTL級(jí)源代碼、門(mén)級(jí)源代碼和布局布線級(jí)源代碼等，每一個(gè)

15、子目錄中存儲(chǔ)相應(yīng)設(shè)計(jì)階段的代碼，如RTL級(jí)源代碼存儲(chǔ)在RTL級(jí)源代碼目錄下。需要做某個(gè)階段的驗(yàn)證時(shí)，只需要將驗(yàn)證參數(shù)設(shè)置成該階段，就可以調(diào)用該階段的代碼。2.4 工作目錄該目錄是驗(yàn)證工程師的操作目錄，是驗(yàn)證平臺(tái)和驗(yàn)證工程師的接口。在驗(yàn)證過(guò)程中，驗(yàn)證工程師編寫(xiě)的激勵(lì)文件、運(yùn)行仿真以及最后的錯(cuò)誤分析等都在該目錄下進(jìn)行。對(duì)驗(yàn)證工程師來(lái)說(shuō)，該目錄是惟一可寫(xiě)的目錄。工作目錄又可以進(jìn)一步分為驗(yàn)證配置文件、文本信息及波形文件、驗(yàn)證代碼和驗(yàn)證腳本等四個(gè)子目錄。驗(yàn)證配置文件目錄存儲(chǔ)配置文件，驗(yàn)證工程師配置驗(yàn)證平臺(tái)只需在該文件中配置相應(yīng)參數(shù)即可。驗(yàn)證代碼的編寫(xiě)存儲(chǔ)在驗(yàn)證代碼目錄中，對(duì)應(yīng)于不同階段的設(shè)計(jì)，驗(yàn)證也可以

16、分為相應(yīng)階段的驗(yàn)證：系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證、RTL級(jí)驗(yàn)證、門(mén)級(jí)驗(yàn)證和布局布線后驗(yàn)證。類(lèi)似地，不同階段的驗(yàn)證也可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。文本信息及波形文件目錄存儲(chǔ)驗(yàn)證時(shí)產(chǎn)生的文本文件和波形文件，用于分析驗(yàn)證情況和追查錯(cuò)誤信息等。驗(yàn)證腳本目錄用于存儲(chǔ)驗(yàn)證平臺(tái)的腳本，該腳本用于自動(dòng)化地完成驗(yàn)證過(guò)程。從平面結(jié)構(gòu)上看，驗(yàn)證平臺(tái)的目錄是由如上所述四種類(lèi)型的目錄組成的。而從立體結(jié)構(gòu)上看，它們之間又是有層次的，這種層次結(jié)構(gòu)能比較直觀地反映設(shè)計(jì)版本信息和驗(yàn)證階段信息，從而有利于項(xiàng)目管理者推進(jìn)驗(yàn)證進(jìn)度。驗(yàn)證平臺(tái)建立好后，模塊目錄和驗(yàn)證目錄都通過(guò)鏈接集成在系統(tǒng)中。整個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中，庫(kù)文件目錄中存放基本可重用

17、模塊，頂層目錄是一個(gè)項(xiàng)目的根目錄，基本配置文件中存儲(chǔ)可參數(shù)化測(cè)試平臺(tái)的配置信息。雖然在文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上，模塊目錄和工作目錄等都在同一層次上，但各目錄以圖3的方式鏈接，形成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)。3 可重用性的實(shí)現(xiàn)與可重用性分析3.1 可重用性的實(shí)現(xiàn)可重用性的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：采用驗(yàn)證平臺(tái)配置文件、采用參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想和基于總線的驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)。分述如下：(1)所謂驗(yàn)證平臺(tái)配置文件，是指用來(lái)對(duì)驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)行配置的文件。在驗(yàn)證平臺(tái)中需要使用哪些模塊(包括源碼和驗(yàn)證文件等)和驗(yàn)證工具等，可以直接由驗(yàn)證平臺(tái)配置文件來(lái)指定。這樣做的好處是驗(yàn)證工程師在構(gòu)建另一個(gè)新的驗(yàn)證環(huán)境時(shí)，只需要修改驗(yàn)證平臺(tái)的配置文件，而不需

18、修改其他部分，提高了驗(yàn)證平臺(tái)的建立時(shí)間，縮短了驗(yàn)證周期。類(lèi)似于DOS操作系統(tǒng)中的配置文件，當(dāng)驗(yàn)證工程師不對(duì)配置文件進(jìn)行配置時(shí)，自動(dòng)使用默認(rèn)配置，使修改的程度最小化。因?yàn)轵?yàn)證平臺(tái)之間許多配置是一樣的，只要將這些相同的部分作為默認(rèn)值，需要修改的部分就很少了。配置文件中的配置信息至少包含所使用的驗(yàn)證工具、驗(yàn)證工具的配置、需要驗(yàn)證的設(shè)計(jì)源碼、用來(lái)驗(yàn)證的測(cè)試代碼、驗(yàn)證結(jié)果的輸出配置、驗(yàn)證時(shí)的出錯(cuò)處理和環(huán)境變量的配置等。由于需要配置的參數(shù)比較多，可以將上述配置文件分為幾個(gè)，需要經(jīng)常改動(dòng)的放在一個(gè)文件，不需要經(jīng)常改動(dòng)的放在另一個(gè)文件。例如，可以將配置文件分成configuration和directory兩個(gè)

19、文件。configuration文件用于說(shuō)明當(dāng)前驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)成情況；directory文件主要用于說(shuō)明構(gòu)成平臺(tái)的模塊信息。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證過(guò)程的快速配置，可以對(duì)上述兩個(gè)配置文件提供一個(gè)模板。一方面，當(dāng)驗(yàn)證一個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)，只需要修改該模板中的部分變量，就可以進(jìn)一步加速驗(yàn)證平臺(tái)的建立；另一方面就使用模板為腳本提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，使驗(yàn)證過(guò)程的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)成為可能。(2)該驗(yàn)證平臺(tái)的另一個(gè)特點(diǎn)是使用了參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想，具體實(shí)現(xiàn)包括驗(yàn)證平臺(tái)建立的參數(shù)化和驗(yàn)證過(guò)程的參數(shù)化。驗(yàn)證平臺(tái)建立的參數(shù)化為建立驗(yàn)證平臺(tái)提供了方便，如驗(yàn)證工程師可以通過(guò)配置參數(shù)很容易實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證平臺(tái)中各元件的增加和刪除，也可以通過(guò)配置參數(shù)實(shí)現(xiàn)

20、不同驗(yàn)證工具之間的切換等。驗(yàn)證過(guò)程的參數(shù)化是指驗(yàn)證工程師可以通過(guò)配置參數(shù)很容易地控制驗(yàn)證流程，進(jìn)行各階段的驗(yàn)證，從而提高驗(yàn)證速度。如通過(guò)配置參數(shù)實(shí)現(xiàn)RTL級(jí)源代碼和RTL級(jí)驗(yàn)證代碼的調(diào)用。對(duì)于驗(yàn)證平臺(tái)中的環(huán)境變量、接口參數(shù)等需要經(jīng)常使用而且又經(jīng)常需要修改的變量，采用參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想，其具體取值由驗(yàn)證工程師在配置文件中指定。(3)基于總線的驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步提高該驗(yàn)證平臺(tái)的可重用性。首先，在不同的IP單獨(dú)驗(yàn)證時(shí)有很好的可重用性。如果兩個(gè)不同的IP是基于同一總線的，第二個(gè)IP可以直接放在該驗(yàn)證平臺(tái)中驗(yàn)證，而不需要修改驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)服務(wù)、激勵(lì)文件和腳本等。其次，這種基于總線的驗(yàn)證平臺(tái)在驗(yàn)證SoC衍生

21、產(chǎn)品時(shí)有很好的可重用性。因?yàn)檫@種系列產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的總線是不變的，因此，監(jiān)視器和總線報(bào)告器可以直接重用，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，即使衍生產(chǎn)品的系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程不一樣，有同樣或相似的接口和參數(shù)，激勵(lì)和腳本也可以重用。3.2 驗(yàn)證平臺(tái)的可重用性分析(1)在不同IP模塊單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)間可以有很高的可重用性。兩個(gè)不同的IP塊驗(yàn)證時(shí)，如果它們是基于同一總線的，驗(yàn)證第二塊IP時(shí)，可以放在第一塊IP的驗(yàn)證平臺(tái)中直接驗(yàn)證。此時(shí)，是完全可重用的，而且可重用率達(dá)到100%；如果兩塊IP是基于不同的總線的，驗(yàn)證第二塊IP時(shí)，只需修改總線功能模型，而對(duì)其中的激勵(lì)、系統(tǒng)服務(wù)、驅(qū)動(dòng)和監(jiān)視器都不需做任何修改，五種基本元件只需修改一種

22、，而可重用率仍可達(dá)到80%。如果將SoC中的處理器總線、系統(tǒng)總線和外設(shè)總線的總線功能模型全部設(shè)計(jì)好，以后的IP單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)就變成了僅僅是選擇不同總線功能模型的過(guò)程。(2)從IP模塊單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)到SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中具有很高的可重用性，監(jiān)視器可以完全重用，但這需要在芯片邏輯綜合時(shí)，將監(jiān)視器所監(jiān)視的內(nèi)部信號(hào)保留。如果驅(qū)動(dòng)的功能是產(chǎn)生芯片級(jí)管腳信號(hào)，驅(qū)動(dòng)也可以重用。系統(tǒng)服務(wù)也可以被重用，兩個(gè)驗(yàn)證自動(dòng)化的過(guò)程不一定要同樣地實(shí)現(xiàn)，但必須要有統(tǒng)一的接口。IP單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)的激勵(lì)可以完全重用于SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的激勵(lì)文件中。即只要設(shè)計(jì)合適，IP模塊單獨(dú)驗(yàn)證平臺(tái)中的監(jiān)視器、系統(tǒng)服務(wù)、激勵(lì)可以被完

23、全重用，驅(qū)動(dòng)的可重用性則需要根據(jù)IP模塊在SoC中所處的位置和所起的作用來(lái)決定，總線功能模型會(huì)被實(shí)際的總線所代替，五種基本元件中，至少有三種可被完全重用，可重用率至少可達(dá)60%。(3)在不同的SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)中有很高的可重用性。本文所提出的驗(yàn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)是基于總線的。因此不同的SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)中的可重用性也取決于SoC本身所采用的總線。如果兩個(gè)不同的SoC采用完全相同的總線，即它們具有完全相同的處理器總線、系統(tǒng)總線和外設(shè)總線，若設(shè)計(jì)和該設(shè)計(jì)的派生設(shè)計(jì)的驗(yàn)證平臺(tái)，此時(shí)可達(dá)到驗(yàn)證平臺(tái)的完全可重用，即可重用率為100%；如果兩個(gè)不同的SoC采用完全不同的總線、在第二個(gè)SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)中則可以重用

24、第一個(gè)SoC系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)中的監(jiān)視器、系統(tǒng)服務(wù)和激勵(lì)，可重用率仍可達(dá)到60%。4 實(shí) 驗(yàn)實(shí)驗(yàn)元件選自合肥工業(yè)大學(xué)微電子設(shè)計(jì)研究所自主開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)芯片HGD2112和HGD3118，實(shí)驗(yàn)環(huán)境：Sun Solaris 8 操作系統(tǒng)，Pentium IV 1.7處理器，256MB內(nèi)存，gcc編輯器，B shell腳本語(yǔ)言。該驗(yàn)證平臺(tái)成功地驗(yàn)證了上述兩個(gè)系統(tǒng)芯片。兩個(gè)項(xiàng)目驗(yàn)證的實(shí)際開(kāi)銷(xiāo)和節(jié)約開(kāi)銷(xiāo)如表1所示。 由于HGD3118和HGD2112是兩種不同的系統(tǒng)芯片，其驗(yàn)證平臺(tái)相似性較少，但如果使用該驗(yàn)證平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證這兩種系統(tǒng)芯片的衍生產(chǎn)品，其驗(yàn)證效率可以進(jìn)一步提高。如果設(shè)計(jì)合理，驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建所占時(shí)間基本可以忽略，驗(yàn)證時(shí)間也僅為運(yùn)行驗(yàn)證過(guò)程的時(shí)間。本文討論的基于總線的可重用性驗(yàn)證平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。由于該結(jié)構(gòu)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了高可重用、可升級(jí)、可維護(hù)和自動(dòng)化的設(shè)計(jì)思想，為設(shè)計(jì)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化提供了一種可資借鑒的方