基于硬件验证语言JEDA的USB IP核验证

论文摘要

随着硬件设计技术的不断发展,芯片的规模不断增大,相对应的验证难度也在不断提高,目前比较普遍使用的验证方法是使用硬件设计语言HDL来进行验证,其在验证方面表达能力很有限。硬件验证语言(HVL)的出现正是符合了这些要求,它是一种更加偏向软件的语言,大大减少了验证工作量。Jeda语言就是这样一种语言,它本身提供了实现模拟验证方法的机制,提高了模拟验证的效率。本文专门选择了一章内容详细介绍了Jeda语言的运行机制,特点和语法等。USB协议是一种比较复杂的协议,它的验证需要不小的工作量,这里我们采用了自底向上的灰盒测试的方法。为了验证USB IP核,首先分析了其数据流传输的过程,确定了验证工作的方法、范围和侧重点。根据传输的数据抽象程度将验证工作分为三个级别:数据包级验证,事务级验证和I/O请求报级验证。针对每个级别分别实现了相应的验证环境,并在各个环境中对USB设备进行了全面的测试模拟。并对各个级别的模拟结果进行了详细的分析,对比模拟数据和预期的数据是否一致,最终论证说明了所设计的验证环境能够很好的对USB设备进行验证。当然,这个验证中也有不足之处和需要改进的地方,本文中也一一指出了。本文就USB设计的验证,进行了多方面的工作,从理论到实际设计都有涉猎,进行了一次全方面的硬件验证工作。硬件的验证工作一直是硬件设计过程中的一个最薄弱的也是最重要的环节,使用更先进的技术和方法才能更好的解决这一矛盾。通过对USBIP核验证的实践过程,我们更好的了解这些技术和方法,对今后的工作大有裨益。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 工作介绍
• 1.3 内容结构
• 第二章 JEDA 硬件验证语言
• 2.1 硬件验证语言出现的背景
• 2.2 用JEDA 实现模拟验证方法
• 2.2.1 测试方式
• 2.2.2 建模方法
• 2.2.3 模拟传输验证环境
• 2.3 JEDA 拥有的HVL 特点
• 2.4 JEDA 语言的运行机制
• 2.4.1 Jeda 和Verilog 的交互运行
• 2.4.2 Jeda 程序的编译过程
• 2.5 JEDA 语法简介
• 2.5.1 数据格式
• 2.5.2 信号控制
• 2.5.3 顺序程序控制
• 2.5.4 数据类型
• 2.5.5 随机功能
• 2.5.6 并行功能
• 2.5.7 类
• 2.6 小结
• 第三章 被测USB 设备数据流分析
• 3.1 USB 数据流模型
• 3.1.1 USB 通信流
• 3.1.2 设备端点
• 3.1.3 管道
• 3.1.4 传送类型
• 3.1.5 小结
• 3.2 USB 协议层
• 3.2.1 USB 数据包（Packet）字段格式
• 3.2.2 包格式
• 3.2.3 事务格式
• 3.3 小结
• 第四章 USB 验证环境
• 4.1 验证环境简介
• 4.2 UTMI 接口和串行接口引擎SIE
• 4.2.1 UTMI 接口
• 4.2.2 串行接口引擎SIE
• 4.3 数据包级验证
• 4.3.1 验证原理及验证环境
• 4.3.2 Root hub
• 4.3.3 TestBench
• 4.4 事务级验证
• 4.4.1 验证原理及验证环境
• 4.4.2 Host Controller
• 4.4.3 TestBench
• 4.5 I/O 请求包级验证
• 4.5.1 验证原理及验证环境
• 4.5.2 Host Controller Driver（HCD）
• 4.5.3 Host Controller Driver Interface（HCDI）
• 4.5.4 USB Driver（USBD）
• 4.6 小结
• 第五章 实际验证及结果
• 5.1 被测USB IP 说明
• 5.2 数据包级验证
• 5.3 事务级验证
• 5.4 I/O 请求包级验证
• 5.5 小结
• 第六章 结论及今后工作
• 参考文献
• 致谢
• 声明
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果