基于51核SoC的功能验证

论文摘要

随着集成电路规模和复杂度的急剧提高,尤其面对面市时间的巨大压力,芯片验证的可靠性越来越低。目前的SoC设计中,验证工作需要投入的时间已占整个开发周期的70%～80%。芯片验证,尤其是功能验证已成为当前集成电路设计中最困难、最具挑战的课题之一。本文以山东省科技攻关项目-“税控燃油加油机控制器专用集成电路（ASIC）实现”为背景,介绍了芯片的功能验证工作。本文首先分析了SoC设计业界当前主要应用的功能验证方法,重点研究了提高功能验证效率的各种手段,并在实践中加以运用。接下来介绍了在硬件代码设计阶段,对各个功能模块进行功能验证,确保模块的功能正确性,并且在验证过程中,努力提高验证平台的可重用性和自动化程度,缩短验证的时间。然后,讨论了SoC设计中软硬件协同验证的意义和实现策略。芯片的系统级验证,采用HDL仿真器与FPGA原型验证相结合的软硬件协同验证:首先搭建基于HDL仿真器的软硬件协同验证环境,发现并解决了SoC软硬件接口的功能和时序问题,改善了芯片的系统性能;然后采用FPGA对芯片进行快速硬件建模,使设计能够以接近实际环境的速度进行仿真验证,并且在此平台上进行应用程序的开发,及早发现在实际系统中可能存在的问题,以及驱动软件与芯片配合上可能存在的问题,大大缩短了芯片后期应用研发的时间。最后,本文对所做的工作,以及所获得的经验进行了简单总结。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题的来源
• 1.3 论文的结构
• 第二章 SoC验证方法学
• 2.1 SoC设计流程中的验证
• 2.2 验证的层次
• 2.2.1 系统级验证
• 2.2.2 RTL级验证
• 2.2.4 门级验证
• 2.2.5 版图验证
• 2.3 功能验证技术
• 2.2.1 仿真技术
• 2.2.2 静态技术
• 2.2.3 形式技术
• 2.4 提高验证效率的方法
• 2.4.1 提高验证的抽象层次
• 2.4.2 验证的自动化运行
• 2.4.3 验证的可重用性
• 2.4.4 随机验证
• 2.5 验证结果的评估
• 2.5.1 发现BUG的速度
• 2.5.2 覆盖率
• 第三章 模块级功能验证
• 3.1 模块级验证流程
• 3.2 代码静态检查
• 3.3 功能验证平台
• 3.3.1 激励发生器
• 3.3.2 总线功能模型
• 3.3.3 响应检查器
• 3.3.4 记分板
• 3.4 控制脚本
• 3.5 验证结果
• 3.5.1 结果自动分析
• 3.5.2 覆盖率分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 软硬件协同验证
• 4.1 软硬件协同验证的意义和实现策略
• 4.1.1 软硬件协同验证的意义
• 4.1.2 软硬件协同验证的实现策略
• 4.2 软硬件协同验证环境
• 4.2.1 硬件环境
• 4.2.2 软件环境
• 4.2.3 软硬件接口
• 4.3 自动检测的实现
• 4.4 验证的内容
• 4.5 验证执行
• 4.5.1 仿真控制
• 4.5.2 回归测试
• 4.6 验证结果
• 4.7 本章小结
• 第五章 FPGA原型验证
• 5.1 FPGA原型验证策略
• 5.1.1 DC FPGA简介
• 5.1.2 无缝移植策略
• 5.2 FPGA原型验证流程
• 5.3 FPGA验证平台搭建
• 5.3.1 FPGA模块
• 5.3.2 电源模块
• 5.4 FPGA原型验证实现
• 5.4.1 ASIC设计向FPGA的移植
• 5.4.2 移植的一致性验证
• 5.4.3 FPGA综合
• 5.4.4 布局布线
• 5.4.5 时序仿真
• 5.5 板级调试
• 5.5.1 调试策略
• 5.5.2 软件调试
• 5.5.3 调试过程
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表