嵌入式SDRAM控制器验证研究

摘要

网络处理器的外接SDRAM用于存储较大的数据结构或在运行时存储主控制器的指令代码。而SDRAM控制器主要用于控制网络处理器内部设备对外接SDRAM进行访问，时序控制复杂，微小的错误即可导致网络处理器无法正常工作，因此需要进行充分的功能验证。 本文根据SDRAM控制器设计规范，提取了系统命令仲裁、初始化、读、写和刷新等操作的功能特性。然后，根据这些功能特性，利用OVL断言库，设计了30个断言模块，用于实时监控设计的时序行为，并在断言违例时发出报告。接着，搭建了由虚拟系统、SDRAM控制器和虚拟SDRAM设备组成的验证平台。虚拟系统用于模拟系统的行为向SDRAM控制器发出合理的地址、数据和命令信号。虚拟SDRAM设备用于根据SDRAM控制器发出的信号反馈相应的操作信息，以便于监测验证过程中的操作行为。随后，在验证平台中加入断言模块，执行验证并获取了覆盖率报告、断言违例报告、仿真波形和虚拟SDRAM设备的反馈信息。随着对设计的修改和对断言的优化，断言违例数目降为0，从而保证了SDRAM控制器中控制和命令模块功能的正确性，同时虚拟SDRAM设备的反馈信息和仿真波形保证了数据通路模块功能的正确性。代码覆盖率较高，符合本文验证工作的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1嵌入式系统的硬件设计

1.1.1嵌入式系统

1.1.2 SoC技术

1.1.3集成电路设计流程

1.2 SDRAM控制器验证的意义

1.3论文的主要内容及章节安排

第二章集成电路功能验证方法

2.1模拟验证

2.1.1基于软件的模拟

2.1.2硬件加速模拟

2.2形式验证

2.2.1定理证明

2.2.2模型检验

2.3基于断言的验证

2.4本章小结

第三章SDRAM控制器功能分析

3.1存储器

3.2 SDRAM原理

3.2.1内部参数

3.2.2基本操作

3.3 SDRAM控制器结构

3.3.1控制状态机

3.3.2信号产生

3.3.3数据通路

3.4本章小结

第四章SDRAM控制器功能验证规划

4.1验证方法

4.2验证工具

4.3 OVL断言库

4.3.1 Verilog全局宏变量

4.3.2 OVL库的任务定义

4.3.3 OVL库的断言种类

4.4功能特性列举

4.4.1系统命令仲裁

4.4.2初始化过程

4.4.3写操作

4.4.4读操作

4.4.5自动刷新

4.5本章小结

第五章SDRAM控制器功能验证执行

5.1验证平台的搭建

5.1.1虚拟SDRAM设备

5.1.2虚拟系统

5.2断言模块的设计

5.2.1系统命令仲裁断言

5.2.2命令属性断言

5.2.3初始化过程断言

5.2.4写操作断言

5.2.5读操作断言

5.2.6自动刷新操作断言

5.3仿真波形分析

5.3.1初始化过程

5.3.2写操作

5.3.3读操作

5.3.4自动刷新操作

5.4断言违例分析

5.5代码覆盖分析

5.6本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

研究成果