YHFT-DX半定制/全定制混合设计流程中功能与时序验证

论文摘要

随着集成电路的规模和复杂度不断增大,验证的作用越来越重要。要在较短的时间内保证芯片最终能正常工作,需要将各种验证方法相结合,全面充分地验证整个系统。YHFT-DX是一款高性能定点DSP,为了在提升芯片性能的同时,缩短设计周期,降低开发成本,采用了半定制/全定制混合设计的方法,对RTL级代码进行优化改进,对处理器内核的执行单元采用全定制设计实现。混合设计的复杂性,给验证工作带来了巨大的挑战。本文针对半定制/全定制混合设计的特点,提出并实现了一套半定制/全定制混合设计流程中功能和时序验证的方法。论文从模拟验证、等价性验证和全定制设计的功能验证三个方面对YHFT-DX的分支控制部件进行功能验证。对于模拟验证中激励的产生,采用了手工生成和伪随机生成相结合的方法,并通过覆盖率评估,使设计的代码覆盖率达到98%。对于全定制模块,采用了NC-Verilog模拟器和功能模型提取工具TranSpirit相结合的新方法,提高了验证效率。论文还研究了运用形式验证的方法对RTL级和RTL级以及RTL级和门级网表进行等价性验证。为了进一步保证RTL级设计和对应的全定制设计模块之间功能的等价性,设计了一个能同时考察两种设计的验证平台,以此来提高工作效率。论文介绍了YHFT-DX地址计算部件的时序建模和静态时序分析方法。在静态时序分析之后,将SDF文件中的延时信息反标到逻辑网表中,通过动态时序验证进一步保证设计的时序收敛。论文还结合工程任务,设计实现了验证过程中使用的几种辅助工具,大大提高了验证的效率,减少了人工参与带来的失误。运用上述验证方法对YHFT-DX功能部件进行验证,取得了较好的效果,缩短了验证周期,提高了验证效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 相关验证技术的研究
• 1.3 课题的主要内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 验证方法概述
• 2.1 功能验证的主要方法
• 2.1.1 模拟验证
• 2.1.2 形式验证
• 2.2 时序验证的主要方法
• 2.2.1 静态时序分析
• 2.2.2 动态模拟
• 第三章 YHFT-DX 分支控制部件的功能验证
• 3.1 分支控制部件的模拟验证
• 3.1.1 分支控制部件的结构
• 3.1.2 手工加激励的直接模拟
• 3.1.3 直接模拟与伪随机测试生成相结合的模拟验证
• 3.2 分支控制部件全定制设计的功能验证
• 3.2.1 分支控制部件全定制设计简介
• 3.2.2 功能模型的提取工具TranSpirit 简介
• 3.2.3 全定制设计部件的功能验证
• 3.3 分支控制部件的等价性验证
• 3.3.1 等价性验证工具
• 3.3.2 等价性验证方案
• 3.3.3 分支控制部件的等价性验证实例
• 3.4 功能等价性验证的动态模拟验证平台设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 YHFT-DX 地址计算部件的时序验证
• 4.1 YHFT-DX 地址计算部件时序验证流程
• 4.2 YHFT-DX 地址计算部件的时序模型
• 4.2.1 时序模型分类
• 4.2.2 时序模型中的延迟计算
• 4.2.3 YHFT-DX 地址计算部件时序建模的方法
• 4.2.4 时序模型中的数据获取
• 4.2.5 YHFT-DX 地址计算部件时序库的结构
• 4.2.6 不同情况下的时序建模
• 4.3 YHFT-DX 地址计算部件的静态时序分析
• 4.4 YHFT-DX 地址计算部件的动态时序验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 验证的辅助工具设计
• 5.1 时序模型的自动化生成
• 5.1.1 数据模拟部分的设计
• 5.1.2 模型建立部分的设计
• 5.2 其他辅助工具的开发
• 5.2.1 文件列表工具
• 5.2.2 语句格式修改工具
• 5.3 本章小结
• 第六章 工作总结和展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果