基于UVM的跟踪调试系统的验证研究

摘要

数字芯片项目前期实现的代码质量主要由功能验证进行保证。完备的功能验证可以确保设计文档的功能描述与具体实现代码之间的一致性。因而，功能验证的焦点体现在尽早地发现代码漏洞，节约项目开发成本。UVM作为功能验证过程中所用到的一种技术，可以高效地实现完备性验证。本文通过对验证平台的设计与分析，实现了可重用的验证环境，该环境在提高验证效率及验证完备性方面具备优势。
　　首先，通过与纯硬件描述语言及面向对象编程语言的对比，分析了SystemVeriolog语言在数字芯片功能验证方面的特性。SystemVeriolog选择性地继承了硬件与软件两方面语言优势；然后分析UVM基本类库以及基于该类库实现的验证组件，运用组件模型可以快速完成验证平台的构建工作；UVM特有的层次化平台架构及完善的运行机制使得验证人员从繁杂的验证平台构建工作中释放出来，较多地关注于验证功能点的实现。
　　其次，对验证对象跟踪调试模块进行说明。通过对比传统的JTAG芯片调试方式，本文的验证对象跟踪调试模块不但继承JTAG已有功能，而且提供系统内核模块实时调试能力及针对多数据源的高带宽系统跟踪能力。跟踪调试模块便于测试工程师在芯片流片完成后对芯片生产质量进行评估，找到导致芯片出现缺陷的根源问题。同样也便于软件工程师运用该模块进行软件调试，检测内部模块运行情况。该跟踪调试系统同ARM公司的Coresight跟踪调试架构相比，在芯片面积、功耗及针对特殊模块的灵活设计方面有一定的优势。
　　再次根据验证对象按优先级次序提取验证功能点。针对功能点划分不同功能点所应采用的验证方式及层次。编写UVM验证组件，运用复用性思想完成平台组件的构建。采用分层次模块化的方式完成测试序列库的构建。通过仿真调试的多次迭代及结果分析，针对不同验证阶段采用对应验证策略，不断提高功能及代码覆盖率，最终达到验证的完备性。
　　最后对各功能点所采用的验证方法及仿真结果进行分析。结合构建的跟踪调试模块验证平台及代码覆盖率和功能覆盖率100％的指标要求，得出UVM随机测试相较与直接测试在验证效率、复用性及完备性方面具有显著优势。并提出了该平台在复用性方面可以持续改进的部分。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2研究现状及发展趋势

1.3论文的组织结构

第二章 UVM验证方法学

2.1System Verilog语言简介

2.2 UVM类库

2.3 UVM基本验证组件

2.4 UVM事务级通信机制

2.5 UVM验证平台的运行机制

2.6本章小结

第三章 跟踪调试系统

3.1跟踪调试系统功能介绍

3.2跟踪系统输入输出接口协议

3.3验证需求分析

3.4本章小结

第四章 验证平台的设计

4.1时钟复位组件

4.2软件跟踪源组件

4.3硬件跟踪源组件

4.4 MIPI组件的构建

4.5 OCP组件的构建

4.6记分板的构建

4.7测试类的构建

4.8验证平台的构成

4.9本章小结

第五章 验证过程及结果分析

5.1基本功能点的验证

5.2必要功能点的验证

5.3覆盖率报告

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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