集成电路设计中基于断言的验证方法研究

摘要

半导体技术的发展使芯片集成度不断提高，芯片功能也越来越复杂。然而验证能力的增长速度远远落后于制造能力和设计能力的增长速度，功能验证已经成为现在集成电路设计中的主要挑战之一，是限制芯片设计效率进一步提高的瓶颈。ABV是近年来出现的一项集成电路功能验证的新技术，可以应用于基于仿真的验证和形式验证之中。本文的主要研究内容是ABV在基于仿真的验证中的应用。 本文通过比较不同的断言实现形式，选择在验证中使用SVA对设计进行断言检验，并进行覆盖率统计。详细介绍了SVA的结构、基本语法以及与设计的绑定方法。将基于断言的验证方法应用到了两个开源代码模块的功能验证之中，它们分别是UART模块以及8位精简指令集处理器RISC SPM。根据设计的特点采取了不同的验证策略：对UART的验证采用直接方式生成激励，在设计源代码中插入SVA语句对有限状态机和端口信号进行检查和断言覆盖率统计；而对RISC_SPM应用约束随机验证，并结合了覆盖率驱动的验证技术。同时应用覆盖率组定义功能覆盖率模型，利用SVA对设计的关键功能进行检查并强化覆盖率模型。验证结果表明，基于断言的验证方法增加了验证过程的可观测性，便于在仿真中对设计缺陷进行定位。将ABV与约束随机验证技术以及覆盖率驱动验证技术相结合，可以提高验证过程的可控性，加速覆盖率目标的实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及课题意义

1.2功能验证中的热点问题及国内外研究进展

1.2.1功能验证基本原理

1.2.2功能验证方法学

1.2.3功能验证中的热点问题

1.2.4功能验证技术进展

1.3论文结构

第2章 SVA的应用方法

2.1断言概念的发展

2.2几种不同断言的比较

2.3 SVA应用基础

2.3.1 SVA基本结构

2.3.2 SVA与设计的连接

2.3.3 SVA与功能覆盖率

2.4本章小结

第3章ABV在UART模块功能验证中的应用

3.1 UART模块功能分析

3.2重点功能点提取及其SVA表述

3.3测试台结构

3.4仿真结果及分析

3.5本章小结

第4章ABV在8位RIsC CPU模块功能验证中的应用

4.1 RISC_SPM功能分析

4.1.1 RISC处理器

4.1.2 RISC_SPM控制器

4.2约束随机指令生成

4.2.1开环随机指令生成方法

4.2.2随机指令生成器与RISC_SPM的通信

4.3 SVA断言以及覆盖点设置

4.3.1利用覆盖率组定义功能覆盖点

4.3.2利用SVA进行属性检查以及定义属性覆盖点

4.4仿真结果及分析

4.5本章小结

结论

参考文献

附录 QuestaSim仿真脚本

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢