隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,集成電路的設(shè)計規(guī)模和復(fù)雜度在不斷提升,目前一款主流手機基帶芯片中集成了數(shù)億只晶體管。為了能在更短時間內(nèi)對芯片功能進(jìn)行充分的驗證,工程界廣泛使用由功能覆蓋率驅(qū)動的驗證流程。但由于芯片驗證過程中使用的各仿真驗證平臺對SystemVerilog語言的支持度不同,只有仿真器(simulator)平臺上可使用功能覆蓋率來衡量驗證的進(jìn)度和完備性,其它仿真平臺上功能覆蓋率的缺失問題可能會導(dǎo)致流片過程中存在風(fēng)險。目前業(yè)界對跨平臺功能覆蓋率收集和復(fù)用沒有成熟的解決方案。本文基于對芯片驗證流程及SystemVerilog覆蓋率機制的研究,比較DPI(直接編程接口)調(diào)用SV內(nèi)置方法和給設(shè)計中插入監(jiān)測模塊這兩種跨平臺收集功能覆蓋率的方式。最終選用第二種方式,并據(jù)此提出一套可綜合覆蓋率的解決方案。首先基于對SystemVerilog語言內(nèi)置功能覆蓋率收集機制研究,設(shè)計一個通用的硬件監(jiān)測模塊來對設(shè)計中的關(guān)鍵功能覆蓋點進(jìn)行監(jiān)控。該監(jiān)測模塊中包括存儲倉觸發(fā)信息的存儲區(qū)域、記錄倉觸發(fā)次數(shù)的計數(shù)模塊以及一個全局的采樣報告模塊。通過配置計數(shù)模塊寬度和采樣周期,能夠均衡覆蓋率數(shù)據(jù)精度和對原有設(shè)計面積性能的影響。為了提高項目中定義和收集可綜合覆蓋率的效率,根據(jù)上述監(jiān)測模塊特點定義了可綜合覆蓋率的參數(shù)宏、覆蓋規(guī)范文件以及一套基于Python腳本和Mako模板的全局監(jiān)測模塊代碼自動生成系統(tǒng)。驗證人員在覆蓋規(guī)范文件中編寫可綜合覆蓋率的參數(shù)宏,再使用腳本編譯覆蓋規(guī)范文件后即可生成全局的監(jiān)測模塊代碼。將可綜合覆蓋率應(yīng)用于項目中MTM模塊的驗證,首先在simulator上分別收集MTM模塊的原生功能覆蓋率和插入監(jiān)測模塊后新MTM模塊的可綜合覆蓋率,比較發(fā)現(xiàn)兩種覆蓋率結(jié)果非常相近。然后使用DC工具分別對原有MTM設(shè)計、插入不同位寬監(jiān)測模塊后的新MTM設(shè)計進(jìn)行綜合。結(jié)果顯示插入10位監(jiān)測模塊后原有設(shè)計面積增加2.55%,插入1位監(jiān)測模塊后原有設(shè)計面積僅增加0.94%。本論文設(shè)計了一套可綜合覆蓋率的解決方案,該方案包括可插入設(shè)計且通用的監(jiān)測模塊和一套全局監(jiān)測模塊代碼自動生成系統(tǒng),解決了現(xiàn)有芯片驗證流程中不能跨平臺收集功能覆蓋率的問題。使用可綜合覆蓋率可以衡量在不同仿真平臺上的驗證進(jìn)度,并能實現(xiàn)功能覆蓋率在模塊級到系統(tǒng)級垂直復(fù)用和不同仿真平臺上跨平臺復(fù)用。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN402
【部分圖文】：

如何在更短的時間內(nèi)充分保證大規(guī)模集成電路設(shè)計的正確性，從而盡量減少芯片流片的成本，這是數(shù)字集成電路產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中都在不斷研究和亟須解決的問題。圖1.1 芯片上晶體管數(shù)目增長一個商業(yè)芯片的開發(fā)流程如圖 1.2 所示，首先由市場人員與客戶進(jìn)行溝通確定芯片應(yīng)具備的功能，系統(tǒng)人員根據(jù)功能進(jìn)一步將芯片劃分為子系統(tǒng)和模塊，之后交由設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計。同時驗證人員也會對設(shè)計的功能等展開驗證，若發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，則交由設(shè)計人員修正。在芯片驗證通過后，設(shè)計代碼會交給后端人員進(jìn)行綜合、布局、布線，最后將核心數(shù)據(jù)交由晶圓廠進(jìn)行流片[3]。由于 SoC(System on Chip)一站式的解決方案和強大性能，它已經(jīng)成為芯片設(shè)計中的主流模式。比如一款手機的基帶 SoC 芯片上就集成了中央處理器模塊、存儲器模

如圖 1.4 所示，SystemVerilog 現(xiàn)在已經(jīng)成為最主流的芯片驗證語言。圖1.4 驗證語言的發(fā)展趨勢在芯片驗證語言不斷發(fā)展完善的同時，為了適應(yīng)大規(guī)模的芯片驗證和提高驗證效率,產(chǎn)生了更加多元化的驗證手段。芯片驗證過程中主要用到的仿真驗證平臺，如圖1.5 所示。由于在 simulator 上能夠做到對設(shè)計中每個門和信號仿真的支持，模塊級的驗證大都放在 simulator 上進(jìn)行。大的子系統(tǒng)或 SoC 級的設(shè)計有時放在 simulator 上進(jìn)行驗證，一般使用 C 語言對設(shè)計進(jìn)行定向測試，一個測試用例可能就會耗費數(shù)個小時甚至數(shù)天。為了提高芯片驗證效率，業(yè)界引入了 emulator 和 FPGA 來對設(shè)計進(jìn)行硬件加速[8]。實際上 emulator 是 EDA 廠商基于 FPGA 的定制產(chǎn)品，它的速度比起 FPGA較慢

該記分板首先從寄存器、通道驗證組件中的監(jiān)測器中取得數(shù)據(jù)，經(jīng)過理后與從數(shù)據(jù)整形器的監(jiān)測器中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而檢查硬件的功能實正確。3 MTM 模塊仿真結(jié)果上一節(jié)中針對 MTM 模塊搭建的驗證環(huán)境，接下來會在驗證環(huán)境中分別收stemVerilog 原生的覆蓋率數(shù)據(jù)和使用監(jiān)測模塊收集的可綜合覆蓋率數(shù)據(jù)，并通這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，來研究可綜合覆蓋率功能上的可行性。根據(jù) MTM 功能描述文檔，確認(rèn)了 17 個需要監(jiān)測的功能覆蓋點。5.3.1 MTM 模塊原生功能覆蓋率將可綜合覆蓋率規(guī)范文件集成到驗證環(huán)境中，通過隨機測試激勵來對 MTM 能進(jìn)行驗證，SystemVerilog 語言中的覆蓋機制對指定的功能點進(jìn)行采樣，生成式的覆蓋率報告，使用工具打開后的功能覆蓋率數(shù)據(jù)如圖 5.3 所示。

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2 方安平;周揚;方正;;數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊的實時性分析與設(shè)計[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2007年10期

3 黎剛;朱東;方云舟;馬建新;李燕;;混合動力電池監(jiān)測模塊[J];電子產(chǎn)品世界;2008年04期

4 趙宇;蔡洪良;;基于PIC單片機的24路輸入信號監(jiān)測模塊[J];科技致富向?qū)?2015年02期

5 孟凡超;;TCA2003監(jiān)測模塊在變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊);2015年07期

6 汪蓉;;基于ADE7758的電量監(jiān)測模塊一例故障原因分析[J];硅谷;2012年10期

7 高靜影;佟立寶;;廣電行業(yè)蓄電池的維護(hù)及應(yīng)用[J];硅谷;2011年21期

8 柴鈺，楊世興，王勉華;井下信集閉系統(tǒng)監(jiān)測模塊的設(shè)計與應(yīng)用[J];煤礦自動化;1995年02期

9 劉長明;沈小林;王凡;;軍用車載電源異常電壓監(jiān)測模塊的研制[J];火力與指揮控制;2016年04期

10 李斌,鄒慧玲,董秀珍,付磊,焦騰;單兵生理監(jiān)測模塊研制的設(shè)計原則與關(guān)鍵技術(shù)[J];心臟雜志;2004年04期

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3 宋旭澤;無源輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)胎內(nèi)監(jiān)測模塊SoC的設(shè)計與實現(xiàn)[D];清華大學(xué);2011年

4 劉永峰;連續(xù)血液凈化系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2015年

5 李海軍;架空輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];西華大學(xué);2015年

本文編號：2833850