IP核的功能验证与LIB提取自动化实现

摘要

为了在较短的设计周期内实现高性能的芯片设计，全定制/半定制相结合的设计方法被广泛采用。某些IP核的端口与逻辑电路较多，其功能验证与时序分析工作占据了整个设计周期的主要部分。IP核的另一个主要工作是，将时序与功耗的分析结果按照标准格式形成可以被相关EDA工具识别的LIB库文件。
　　本文深入研究了IP核的功能验证方法、时序建模的原理以及时序分析的方法。研究发现，现有功能验证和时序分析方法中，存在人工参与量过高的不足，因此，提出了自动化的功能验证和时序分析方法。通过脚本语言实现了IP核的功能验证自动化，通过将EDA工具模拟的电路（或版图）级模拟波形文件与行为级波形文件对比，准确定位功能出现错误的位置与时刻，使得功能验证工作只利用EDA工具的模拟结果，而不依赖其查错和报错的功能。相比于人工分析模拟波形的验证方法，该方法更加高效，且不易出错；相比于使用EDA工具查、报错的验证方法，该方法更加灵活，并且解决了EDA工具中存在模拟精度不高或者错误定位不准确的问题，提高了模拟精度与准确定位的能力。设计了IP核的LIB提取的自动化实现，通过二分法判断功能是否满足得到精确的时序数据。与传统的LIB提取方法相比，本文设计的方法不需要人工分析电路、版图以及寻找各个输入引脚的关键时序路径，只需要提供电路网表文件，即可自动化进行LIB提取，使LIB提取的效率和准确率得到了较大的提高。运用本文设计的功能验证与 LIB提取方法，对存储器和寄存器文件进行了功能验证和LIB提取。其结果表明，与传统的方法相比该方法可以快速准确的实现自动化功能验证与LIB提取工作。设计实现了IP核的自动化功能验证与LIB提取。在工程中的实际应用表明，本文设计的自动化功能验证工具与人工查看波形的方法相比，在运行速度上提高了近70％。自动化LIB提取工具在运行速度上与分析路径、模拟版图上打好的标签相比提高了近38%。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文主要内容

1.4 论文组织结构

第二章 功能验证与时序建模的研究

2.1 功能验证方法概述

2.2 时序建模方法概述

2.3 本章小结

第三章 IP核的自动化功能验证

3.1 功能验证核心技术

3.2 功能验证工具详细设计

3.3 验证工具的功能与性能分析

3.4 本章小结

第四章 IP核的自动化LIB提取

4.1 LIB提取核心技术

4.2 LIB提取工具详细设计

4.3 自动化LIB提取准确性分析

4.4 本章小结

第五章 存储器与寄存器文件的自动化功能验证与LIB提取

5.1 存储器的功能验证与LIB提取

5.2 寄存器文件的功能验证与LIB提取

5.3 自动化功能验证与LIB提取在全芯片中的实际效果

5.4本章小结

第六章 全文总结和未来工作展望

6.1 全文总结

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