视频格式转换芯片图像处理引擎的功能与时序验证

摘要

随着半导体制造和集成电路设计技术的不断发展，在摩尔定律的推动下，芯片的集成度和复杂度越来越高，集成电路已经进入了VLSI和ULSI的时代。随之而来的功能以及时序验证问题逐渐成为芯片开发的瓶颈。功能验证指验证设计是否实现了规范的要求，目前功能验证已经占设计资源的60％～70％，是芯片设计中的最大开销。时序验证指对芯片内部的延迟进行查看，检验其是否满足设计者的约束。
　　 本研究内容来自天津市科委科技攻关基金项目“视频格式转换(VFC)SoC芯片的研发”，主要对图像处理引擎进行了时序验证工作并对引擎的功能验证进行了详细的研究。首先使用了PT对图像处理引擎进行了静态时序分析，静态时序分析报告表明，引擎能在设计的时钟下正常工作，并有一定的时钟余量。然后对视频格式转换芯片及图像处理引擎的功能和架构进行了简单地介绍，并制定了详细的验证计划。期问针对如何快速地覆盖到所有功能点、加快芯片验证进度的问题，以约束随机化测试和功能覆盖率收敛技术为指导，提出了基于类定向测试的芯片验证方法，并详细说明了类定向测试中的权重修正过程。最后以VMM验证方法学为指导，使用方法学推荐的分层验证平台架构对图像处理引擎在场景层进行了功能验证。仿真和实验结果表明，验证平台以功能覆盖率为驱动，集测试矢量生成和响应检测于一身，通过引入类定向测试自动高效地实现了对图像处理引擎的验证。从视觉效果上看，引擎成功地实现了不同视频制式间的转换功能；从算法上看，引擎较好的实现了缩放、肤色调整等复杂算法。