【摘要】：隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展,使得移動通信設(shè)備的應(yīng)用市場越來越廣泛,其中最重要的就是移動通信基帶SoC芯片,伴隨著集成電路芯片設(shè)計的復(fù)雜度的不斷加大,與之而來的芯片設(shè)計缺陷出現(xiàn)的可能性也越來越大,因此對于芯片驗證的要求也變得越來越高,特別是對于SoC系統(tǒng)級的驗證來說,對應(yīng)的驗證工作量和難度越來越大。一個SoC系統(tǒng)的驗證工作分為功能驗證、性能驗證和效能(功耗)驗證,其中功能驗證是在硅前完成對,其花費(fèi)的驗證周期最長;對于性能和效能驗證,很難在硅前對其進(jìn)行充分的驗證,一般都是通過流片之后,通過芯片實物測得真實的性能和效能指標(biāo)數(shù)據(jù),并且目前三大EDA廠商還沒有提出相應(yīng)的在硅前功能驗證的同時兼顧性能驗證和效能驗證的解決方案。本文基于移動基帶SoC芯片的開發(fā)項目,通過研究和分析SoC系統(tǒng)級功能驗證、性能驗證和效能驗證過程中所面臨的困難和挑戰(zhàn),提出了一種新的SoC系統(tǒng)驗證解決方案,并且設(shè)計了一個面向移動基帶SoC系統(tǒng)功能、性能和效能(功耗)驗證的監(jiān)測系統(tǒng)。最終通過實例驗證分析驗證了該監(jiān)測系統(tǒng)可以對SoC系統(tǒng)級硅前功能、性能和效能驗證工作起到加速作用,同時可以提高整個SoC系統(tǒng)級驗證效率和驗證質(zhì)量。首先,通過仔細(xì)研究和分析了當(dāng)前SoC系統(tǒng)級功能、性能以及效能驗證所面臨的困難和挑戰(zhàn),在此基礎(chǔ)上,針對當(dāng)前業(yè)界主要采用的系統(tǒng)級硅前功能、性能以及效能驗證的方法做了分析和比較,明確了它們的優(yōu)缺點。通過深入研究SoC系統(tǒng)級驗證最新的方法和策略,結(jié)合當(dāng)前主流的UVM驗證方法學(xué),提出了一種SoC系統(tǒng)級硅前功能、性能和效能驗證的系統(tǒng)級驗證解決方案。然后,通過該系統(tǒng)級驗證解決方案,設(shè)計出了一個SoC系統(tǒng)級硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)(HKY,Hawkeye),其中該監(jiān)測系統(tǒng)HKY主要由功能驗證監(jiān)測子系統(tǒng)、性能驗證子系統(tǒng)以及效能驗證監(jiān)測子系統(tǒng)以及一些分布式的監(jiān)測應(yīng)用組成。最后,通過對比不同的系統(tǒng)集成方法,通過插件式的集成方法將Hawkeye硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)集成到移動基帶SoC系統(tǒng)的仿真驗證平臺中,然后在通過選取一些SoC系統(tǒng)級功能、性能以及效能驗證的測試驗證點,通過實例仿真完成對Hawkeye硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的功能進(jìn)行充分驗證。通過分析最終的仿真結(jié)果,可以得出Hawkeye硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。本論文的主要創(chuàng)新點包括一下幾個方面:1)通過直接編程接口DPI技術(shù),實現(xiàn)了在C測試用例中動態(tài)定義創(chuàng)建功能覆蓋率模型,即在SoC系統(tǒng)級的C測試用例中實現(xiàn)了基于功能覆蓋率驅(qū)動的驗證方法。2)通過實現(xiàn)SoC系統(tǒng)級中心化的寄存器模型,對整個SoC系統(tǒng)中的寄存器進(jìn)行統(tǒng)一管理,同時通過該寄存器模型,收集對應(yīng)的寄存器讀寫覆蓋率數(shù)據(jù),進(jìn)一步提升功能驗證的質(zhì)量和效率。3)實現(xiàn)對目標(biāo)處理器進(jìn)行實時在線動態(tài)行為監(jiān)測和解析報告,從而在系統(tǒng)級驗證過程中為處理器驗證提供了更好的調(diào)試方法。4)實現(xiàn)對目標(biāo)接口進(jìn)行實時在線的性能數(shù)據(jù)抓取和解析分析,給出目標(biāo)接口的性能指標(biāo)數(shù)據(jù),從而在硅前驗證過程中,獲得更多的性能驗證方面的數(shù)據(jù)。使得性能驗證可以提前至硅前驗證階段進(jìn)行。5)實現(xiàn)對目標(biāo)時鐘信號時鐘周期和頻率信息進(jìn)行實時在線的捕獲和比較分析,并且給出相應(yīng)的比較分析結(jié)果。6)實現(xiàn)了效能驗證中測試場景所需的時間窗波形文件的自動化產(chǎn)生,不需要手工定位時間窗中對應(yīng)的起始時間點和結(jié)束時間點,大大加速了效能驗證的工作,提高了硅前效能驗證的效率。7)實現(xiàn)了插件式的集成方法,使得該SoC系統(tǒng)級功能、性能以及效能驗證解決方案通過極少的插件配置文件可以快速集成到不同的仿真驗證平臺中,且對原有的仿真驗證平臺不會造成任何負(fù)面影響,即該SoC系統(tǒng)級驗證解決方案可以作為系統(tǒng)級驗證IP直接復(fù)用到不同的項目中。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN47
【圖文】：

103果如下圖 5.5~5.7 所示。圖5.5 單個覆蓋值(single)類型的覆蓋率仿真結(jié)果圖5.6 基于覆蓋值轉(zhuǎn)換(transition)類型的覆蓋率仿真結(jié)果圖5.7 交叉類型(corss)類型的覆蓋率仿真結(jié)果仿真完成之后，通過打開生成的覆蓋率數(shù)據(jù)庫文件，可以看到在之前 CPU 子系統(tǒng) C 測試用例中動態(tài)定義創(chuàng)建的單個信號覆蓋點(hky_cg_single_width1)的覆蓋率模型、基于信號值翻轉(zhuǎn)的事件類型(hky_cg_transition_width1)覆蓋率模型以及交叉覆蓋(hky_cg_cross_with1)的覆蓋率模型最終貢獻(xiàn)的覆蓋率數(shù)據(jù)均達(dá)到了 100%，也即在CPU 子系統(tǒng)中的 C 測試用例中定義的覆蓋率模型最終都被覆蓋到了。2）對目標(biāo)處理器操作進(jìn)行實時解析分析結(jié)果在上一節(jié)中，通過選取 SoC 系統(tǒng)中的CPU子系統(tǒng)作為目標(biāo)處理器，通過明確 CPU核設(shè)計在整個 SoC 級的仿真驗證平臺中的層次路徑，然后通過在 HKY 硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)的頂層文件 hky_top 中，給其綁定一個類型為 hky_axi_master_bind 的模塊，同時為綁定文件指定例化名為 ap_bus0_bind

果如下圖 5.5~5.7 所示。圖5.5 單個覆蓋值(single)類型的覆蓋率仿真結(jié)果圖5.6 基于覆蓋值轉(zhuǎn)換(transition)類型的覆蓋率仿真結(jié)果圖5.7 交叉類型(corss)類型的覆蓋率仿真結(jié)果仿真完成之后，通過打開生成的覆蓋率數(shù)據(jù)庫文件，可以看到在之前 CPU 子系統(tǒng) C 測試用例中動態(tài)定義創(chuàng)建的單個信號覆蓋點(hky_cg_single_width1)的覆蓋率模型、基于信號值翻轉(zhuǎn)的事件類型(hky_cg_transition_width1)覆蓋率模型以及交叉覆蓋(hky_cg_cross_with1)的覆蓋率模型最終貢獻(xiàn)的覆蓋率數(shù)據(jù)均達(dá)到了 100%，也即在CPU 子系統(tǒng)中的 C 測試用例中定義的覆蓋率模型最終都被覆蓋到了。2）對目標(biāo)處理器操作進(jìn)行實時解析分析結(jié)果在上一節(jié)中，通過選取 SoC 系統(tǒng)中的CPU子系統(tǒng)作為目標(biāo)處理器，通過明確 CPU核設(shè)計在整個 SoC 級的仿真驗證平臺中的層次路徑，然后通過在 HKY 硅前驗證監(jiān)測系統(tǒng)的頂層文件 hky_top 中，給其綁定一個類型為 hky_axi_master_bind 的模塊，同時為綁定文件指定例化名為 ap_bus0_bind

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2734826