基于VMM验证方法学的SPI模块级验证平台的研究

摘要

随着集成电路的规模及复杂度不断增大，数字电路验证的工作量也随之增加。相对于设计而言验证技术的发展速度较慢，传统的验证方法已经无法满足目前验证工作的需要，功能验证已成为限制设计水平的重要因素。所以，研究新的、高效率的、可复用的、易维护的验证方法具有相当重要的意义。
　　在验证需求的推动下，VMM（Verification Methodology Manual）验证方法学随之出现。VMM以SystemVerilog作为语言基础，既吸收了面向对象的编程方法，同时又具有硬件描述语言对集成电路的适应性。本文对这种新型的验证方法学进行了深入的研究，根据VMM验证方法学的特点，搭建起一个自动化的、可复用的、更加完备的、具有更高效率的验证环境。通过对SPI（Serial Peripheral Interface）工作协议和模块设计要求的分析，提取出完备的验证功能点。基于这些验证功能点，建立了完全对应的功能覆盖率组。在验证过程中以功能覆盖率作为导向，以此来判断验证工作的完成度。根据验证功能点，编写了与之对应的测试用例。验证过程采用直接测试与随机测试相结合的方法，产生大量的、感兴趣的激励来驱动待测模块，使待测设计能够在各种预想的情境下运行，确保了验证工作的完备性，加速了覆盖率的收集过程。使用受约束的随机化方法，提高了验证平台的自动化程度，增加了对边界情况的命中几率。使用了计分板、断言等自动化工具进行验证，提高了验证效率。建立了用来与待测设计进行通信的参考模型，该模型能够按照SPI协议,在多种传输模式下向DUT发送或接收指定格式的数据。使用VCS软件进行仿真，DVE软件进行波形检查，并对仿真结果进行了全面分析，分析覆盖率报告中的问题，确保待测设计符合设计要求，完成了待测模块的功能验证工作。
　　本文主要研究了VMM验证方法学的特点与优势，并以此为理论基础，进行SPI控制器模块级验证平台的搭建。在验证平台中创建了待测设计的功能覆盖率组，建立了符合协议规范的参考模型，实现了数据的自动比较功能，共开发了14条测试用例，16条断言语句，并实现了功能覆盖率的完全收集。通过实际的验证结果表明，基于VMM验证方法学所搭建的验证平台具有明确的验证导向，可重用的组件结构，较快的覆盖率收集速度，自动化的数据对比功能，可以高效地完成对SPI模块的验证工作。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2课题研究现状

1.3本文主要工作

第二章 功能验证与VMM 验证方法学

2.1功能验证概论

2.2 VMM 验证方法学

2.3本章小结

第三章 SPI 模块设计

3.1 SPI工作协议

3.2 AHB总线协议

3.3基于AHB总线的SPI控制器设计

3.4本章小结

第四章 SPI模块级验证平台的搭建

4.1 SPI模块的验证功能点

4.2 SPI验证平台的搭建

4.3测试用例的编写

4.4本章小结

第五章 SPI模块的验证结果

5.1仿真环境

5.2测试用例的仿真结果

5.3覆盖率报告

5.4验证过程中的部分波形

5.5验证结果分析

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2论文不足

6.3展望

参考文献

致谢

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