论文摘要
随着工艺能力和设计能力的迅速提高，为了满足市场对成本、功能和功耗的要求，SoC(System on a Chip)设计技术已经成为一种发展趋势。众所周知，迄今为止在集成电路发展过程中，摩尔定律(单芯片上所能集成的晶体管数目每18个月翻一番)一直在起作用，因此SoC的规模和功能在不断急剧膨胀，这使得设计的验证工作日益重要。目前，验证已成为了整个SoC设计的瓶颈。传统的编写测试平台来验证设计的方法在SoC系统面前显然力不从心，越来越多的高级验证技术被用来解决复杂系统的验证问题，被用来探测系统中隐藏较深的缺陷。如果给予足够多的时间，或许可以发现SoC中的大部分问题，但是受到面市时间的约束，验证人员还需要一种高效的、省时的验证方法学指导。本文的工作是国家高技术研究发展计划(863计划)项目“网络数字音视频处理SoC设计与实现”的一部分，本文的主要目的是通过对现有验证技术的研究和探讨，提出一种适用于验证的IP核的设计方法，运用这种方法设计的验证IP具有较高的抽象层次，并且能够在一个SoC项目甚至多个SoC项目的验证工作中得到重用。这种IP可以缩短验证平台搭建的时间，提高验证效率，缓解验证压力，解决验证的瓶颈问题。论文通过分析当前业内流行的验证技术和验证方法学，提出一种基于高抽象层次和分层思想的验证方法学。针对该方法学的特点选择了标准语言SystemVerilog作为实现该方法学的载体。论文重点分析了VIP组成部件的功能和设计方法，并将各个部件组合成完整的验证环境，分析了基于分层思想的验证平台的设计方法，包括验证平台中所含的验证部件的工作原理。基于分层思想的验证环境具有通用性，可根据被测对象的不同加以改动以实现重用的目的。论文最后构建了一个基于AMBA2.0 APB总线的监视器模型，在监视器模型的设计中使用了基于断言的验证技术，并搭建验证平台仿真该模型在验证平台中的表现。模型在仿真工具上的运行结果显示总线监视器在验证中能够提高验证的可控可观性，提高验证的水平。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究背景1.1.1 集成电路的发展1.1.2 验证面临的挑战1.1.3 验证的花销1.2 研究意义1.3 课题来源1.4 研究内容第2章 验证方法学2.1 验证流程2.2 验证策略2.2.1 IP级验证2.2.2 系统级验证2.2.3 软硬件协同验证2.2.4 验证策略小结2.3 功能验证方法2.3.1 白盒验证2.3.2 黑盒验证2.3.3 灰盒验证2.4 常用验证技术2.4.1 动态验证2.4.2 静态验证2.4.3 物理验证2.4.4 FPGA原型验证2.4.5 验证技术小结2.5 验证技术的趋势2.5.1 基于断言的验证2.5.2 带约束的随机验证2.5.3 覆盖率驱动的验证2.5.4 可重用的验证部件2.6 硬件验证语言2.6.1 e语言2.6.2 OpenVera2.7 本章小结第3章 硬件描述与验证语言——SystemVerilog3.1 SystemVerilog概述3.2 SystemVerilog语法3.2.1 数据类型3.2.2 Interface3.2.3 SystemVerilog DPI3.3 SystemVerilog的验证特性3.3.1 面向对象编程3.3.2 约束随机化3.3.3 功能覆盖率3.3.4 SystemVerilog断言3.4 本章小结第4章 VIP和验证平台的研究4.1 VIP概述4.2 传统模块验证方法4.3 VIP设计方法4.3.1 抽象层次4.3.2 事务级模型4.3.3 可重用方法4.4 基于分层的验证平台4.4.1 验证控制与验证分析部件的设计4.4.2 验证环境的设计4.4.3 VIP部件的设计4.5 本章小结第5章 AMBA APB总线监视器设计5.1 APB总线5.1.1 AMBA2.0 APB5.1.2 APB桥5.1.3 APB状态图5.1.4 写传输5.1.5 读传输5.2 基于断言的总线监视器5.2.1 APB总线监视器框图5.2.2 APB总线接口描述5.2.3 APB总线属性检测5.2.4 总线覆盖率设计5.3 本章小结第6章 总线监视器在验证平台中的应用6.1 APB验证平台环境6.2 仿真结果6.3 本章小结结论致谢参考文献附录1 术语表攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果索引
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