可重用性验证IP设计技术研究

摘要

在集成电路快速发展的趋势下，系统芯片逐渐成为现实。随着系统芯片的设计规模和复杂度的不断提升，其验证已经成为了芯片设计中的瓶颈，大约占整个芯片设计的70％，甚至更多。因此在降低设计费用的同时，还要尽可能地降低验证费用。当今的系统芯片中，片上重用的IP模块数越来越多，如何快速的验证这些IP模块和整个系统已经成为系统芯片验证的难点和热点。 首先，本文介绍了系统芯片验证所面临的问题和挑战，然后详细阐述了验证IP所基于的先进验证方法学：基于事务的验证和覆盖率驱动的可约束随机验证等。以此为基础，提出了一种新的自顶向下的可重用性验证IP设计方案，并结合具体项目详细介绍采用这种方案设计的可重用性验证IP。设计出的验证IP为衡量整个芯片验证的完整性提供了明确的指标，有一套完备的解决方案，并且跨越从架构建模到模块设计再到全系统芯片验证的整个验证过程。本论文主要的创新之处主要体现在以下两点： 1)结合当今先进的验证技术，提出一种自顶向下的事务级验证IP设计方案； 2)实现了ARM系统的通用测试平台设计和12C总线验证IP的设计。 通过在实际项目中的应用与实践，新的验证IP设计方案采用了首先进行系统事务级，接着是模块级，最后是整个系统芯片级的验证设计流程。使大量的验证工作在硬件实现之前就已经做好，避免了以往经常存在的验证等待时间，使验证和设计真正地做到了并行进行，有效地缩短了整个芯片设计验证的周期，加快了芯片的上市速度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1集成电路的发展

1.2 SoC技术

1.2.1 SoC概述

1.2.2设计重用

1.3验证IP

1.4本论文的研究任务与结构安排

第二章验证方法学

2.1基于事务的验证

2.1.1基于事务的验证模型

2.1.2事务层功能模型

2.1.3事务层接口

2.2覆盖率驱动的可约束随机验证方法学

2.2.1测试进度

2.2.2功能覆盖

2.2.3随机发生器

2.2.4直接测试例

第三章通用验证IP设计方案

3.1验证方案提出

3.2虚拟验证IP

3.3验证IP设计与重用

3.3.1基于重用的模块设计

3.3.2验证IP的重用

第四章验证IP详细设计与实现

4.1设计规范

4.1.1 I2C在系统中的位置

4.1.2 I2C总线协议

4.1.3验证设计思路

4.2 I2C验证IP设计结构

4.3 I2C控制器设计

4.3.1 I2C控制器功能

4.3.2 I2C接口设计

4.3.3 I2C寄存器设计

4.4事务处理器设计

4.4.1 Master端事务处理器

4.4.2 Slave端事务处理器

4.5接口监测器设计

4.6响应检查器设计

4.7测试例与覆盖率统计

4.7.1详细测试例

4.7.2主要测试例仿真

4.7.3覆盖率统计

4.8系统芯片级验证

4.9通用验证IP小结

第五章结论及未来的工作

5.1结论

5.2未来的工作

致谢

参考文献

附录