高性能数字SoC芯片的验证设计与实现

论文摘要

随着工艺水平的缩小和设计规模的增大,集成电路设计中的验证工作难度也在不断增加。如何能保证设计的正确性和一致性,如何才能为用户提供最方便的验证手段,这是验证工程师所面临的一个严峻问题,也是现代芯片设计成功的关键所在。在集成电路验证技术的发展历程中,验证设计方法学成为一个很重要的指导法则。集成电路验证设计方法学把各种验证技术糅合在全流程设计中,为集成电路设计提供了一个完全的验证解决方案。随着集成电路设计竞争的日趋白热化,同时也对验证工作提出了很多新的要求,设计验证的自动化程度和验证工作的效率高低成为衡量验证工作的重要指标。本文在简单阐述整个数字SoC设计流程的基础上,对当今主流的验证关键技术进行了详细的研究和理论分析,并结合具体的工程项目“雷达信号处理SoC芯片”的设计,完成了功能验证、静态时序分析、形式验证、动态验证以及可测性设计等验证设计工作。该芯片规模达到750万门,内嵌DSP等IP核,采用PBGA609封装技术。“雷达信号处理SoC芯片”于2007年8月份通过信息产业部的硬件测试验证工作,全部性能指标正常。并于2007年12月通过总装专家组的技术鉴定工作,得到了专家的一致好评,鉴定结论:该芯片总体技术指标达到“国际先进水平”。本文中主要介绍的验证关键技术有功能仿真技术、形式验证技术、静态时序分析技术、动态时序分析技术,其主要工作如下:(1)搭建雷达信号处理SoC芯片的智能测试平台,在提高功能验证自动化程度的同时也提高了验证效率;(2)雷达信号处理SoC芯片的形式验证工作,保证了设计流程中前后设计的的一致性;(3)在雷达信号处理SoC芯片设计验证中,采用静态时序分析与动态时序分析技术,提高了时序验证的效率和准确度;(4)为了提高雷达信号处理SoC芯片硬件测试的故障诊断能力和工作效率,在雷达信号处理SoC芯片设计中加入了Mbist等可测性设计工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 IC 验证技术概述
• 1.1.1 基于仿真的功能验证技术
• 1.1.2 静态时序技术
• 1.1.3 形式验证技术
• 1.1.4 物理验证与分析技术
• 1.2 SoC 验证方法现状
• 1.3 课题的意义
• 1.4 课题来源与本人工作
• 1.5 论文组织结构
• 第二章 雷达信号处理 SoC 芯片功能以及设计介绍
• 2.1 雷达芯片功能介绍
• 2.1.1 各模块功能简述
• 2.1.2 工作模式
• 2.2 雷达信号处理芯片设计简介
• 2.3 本章小结
• 第三章 雷达信号处理 SoC 芯片功能验证
• 3.1 功能验证技术概述
• 3.1.1 黑盒法
• 3.1.2 白盒法
• 3.1.3 灰盒法
• 3.2 雷达 SoC 验证环境设计
• 3.2.1 验证环境中各个模块介绍
• 3.3 验证环境搭建
• 3.3.1 CPU 模式工作环境
• 3.3.2 standalone 工作模式
• 3.3.3 验证环境文件组织结构
• 3.4 验证自动化
• 3.4.1 测试用例提取
• 3.4.2 测试的执行写控制
• 3.4.3 测试用例自检测设计
• 3.5 测试结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 雷达信号处理 SoC 芯片的形式验证
• 4.1 形式验证的基本特点
• 4.2 雷达信号处理 SoC 芯片的形式验证
• 4.2.1 形式验证分析原理
• 4.2.2 形式验证的流程
• 4.2.3 雷达信号处理SoC 芯片形式验证举例
• 4.3 本章小结
• 第五章 雷达信号处理 SoC 芯片时序验证
• 5.1 时序验证的主要方法
• 5.2 雷达信号处理 SoC 芯片的静态时序分析
• 5.2.1 静态时序分析原理
• 5.2.2 静态时序分析的过程
• 5.2.3 雷达数字信号处理芯片的静态时序分析
• 5.2.4 雷达芯片STA 举例
• 5.3 雷达信号处理 SoC 芯片的动态验证
• 5.3.1 建立时序验证环境
• 5.3.2 SDF 文件与时序标注
• 5.3.3 时序仿真中的问题
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于内建自测试技术的可测性设计
• 6.1 MBIST 结构及原理
• 6.2 存储器内建自测试的优势
• 6.3 存储器故障类型及测试算法
• 6.3.1 存储器常见故障类型及检测方法
• 6.3.2 March 算法
• 6.4 ROM 内建自测试
• 6.5 雷达信号处理SOC 芯片的BIST 设计
• 6.6 测试流程
• 6.6.1 测试过程与结果
• 6.7 本章总结
• 第七章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间的研究成果