高可信IP核交付标准研究

论文摘要

随着数字系统的日益复杂,基于IP（Intellectual Property）的设计方法成为缩短开发周期的必然之选。然而,很少有公司能够提供用于完整“系统级芯片（SoC,System-on-Chip）”解决方案所需的所有必要的资源,因此IP复用技术（IP Reuse）成为提高大规模IC设计效率的一种有效方法,IP核转让过程也因此成为了系统级芯片设计流程中的一个关键环节。进而,如何顺利完成IP转让获取各种所需功能模块,以及如何快速便捷地将IP功能模块集成到目标应用系统,成为争取面市时间和实现商业目的关键因素。因此构建高可信IP核成为IP核成功交付以及IP核成功复用的关键技术。本文主要研究了一种可操作的高可信软IP核的设计方法。本文首先阐述了什么是高可信IP核,给出了高可信IP核的形式化规范描述。其主要包括:完整的设计和转让文档;提供验证以及综合部分的脚本文件;不同级别的模型;具有可配置性;通用的总线接口规范和测试接口规范;提供可重复的验证和测试;良好的代码编写风格。接着对国内外各大IP核标准进行了比较研究,提出采用我国信息产业部发布的软IP核可交付项规范和文档结构规范来对IP核进行交付项以及相应的文档进行组织管理。这样在IP核的转让时,IP核供应商在交付构件功能信息的同时既隐藏掉构件的具体实现细节,又保护自己的知识产权。从而保证IP核在文档组织上的高可信和可操作性。然后研究了高可信IP核的形式化规范验证技术,认为基于断言的验证（ABV）是对IP核进行功能验证的有效方法。基于断言的功能验证能及时、迅速地发现错误,并能实现基于功能覆盖率的验证,提高验证的充分性。进而在功能上保证IP核的高可信。最后本文按照上述几点设计了一个可操作的高可信IP核构建方案,并按照这个方案构建了一个定时器/计数器核,并运用VSIA的QIP3.0标准和我国信息产业部发布的质量评估标准对该核进行了评估。通过对评估结果进行比较分析得出本文所提供高可信IP核的构建方案是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 背景及意义
• 1.2 高可信系统设计
• 1.2.1 严格设计技术
• 1.2.2 验证确认技术
• 1.2.3 容错技术
• 1.2.4 系统评估技术
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 IP核的高可信特点
• 1.3.2 高可信IP核的可交付项
• 1.3.3 高可信IP核的文档组织
• 1.3.4 高可信IP核的形式化规范验证
• 1.4 本文贡献
• 1.5 本文结构
• 第2章 IP核标准
• 2.1 国际标准
• 2.1.1 VSIA
• 2.1.2 OCP-IP
• 2.1.3 SPIRIT联盟
• 2.2 我国信息产业部标准
• 2.2.1 可交付项规范
• 2.2.2 文档结构规范
• 2.2.3 质量标准
• 2.3 高可信IP核的基本特征
• 第3章 PSL与高可信IP核形式化规范验证
• 3.1 IP核验证的挑战
• 3.2 功能规范验证—ABV
• 3.2.1 PSL属性说明语言
• 3.2.2 断言
• 3.3 环境约束—Assumption
• 3.4 监控器—Assertion
• 3.5 覆盖率—功能覆盖率
• 第4章 高可信设计实施方法
• 4.1 高可信设计实施流程
• 4.2 定时器/计数器核规范
• 4.2.1 特征描述
• 4.2.2 端口描述
• 4.2.3 功能描述
• 4.3 交付方案
• 4.4 功能验证
• 4.4.1 单元验证平台
• 4.4.2 系统验证平台
• 4.4.3 断言监控器
• 4.5 实验分析
• 第5章 总结与展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与的项目及发表的学术论文
• 附录 定时器/计数器核交付项清单
• 参考文献