基于UVM的蓝牙逻辑链路层内存控制器模块的研究与验证

发布时间：2020-04-02 01:28

【摘要】：随着芯片设计规模的快速发展,制约芯片设计的主要瓶颈不再是人们的想象力和工艺技术水平,而是芯片的验证。验证贯穿芯片设计的整个流程,占据了绝大多数时间。对于企业而言,科学而高效的验证可以保证设计的正确性,从而提高产品的良品率,避免因设计缺陷带来的损失,为芯片最终成为商品带来经济效益提供了强力的保证。对于用户而言,验证提高了产品的可靠性,可以大大改善使用体验。总而言之,验证技术的提高对于当前发展程度的芯片领域来说,占据了越来越重要的地位。本文主要是对蓝牙逻辑链路层内存控制器模块(Bt_mem_ctrl)进行研究,并进行数字功能验证。首先通过资料了解验证的意义和重要性,对国内外的SOC研究现状进行了解。研究验证的历史发展,总结验证方法和每种方法的适用和特点,接着分析目前验证遇到的挑战,从而确定本文以功能验证为核心的中心思想。System Verilog验证语言和UVM方法学是数字验证必不可少的知识储备和工具。SV集成了面向对象编程的技术特点,UVM则是以SV为基础建立的一个库,它提供了创建验证平台的所需要的一系列接口和规则,帮助我们建立逻辑性强,可重用性高且易读的验证平台。该内存控制器应用于蓝牙下层协议的链路控制器中,主要是对HCI层的数据收发进行控制。主机控制接口(HCI)主要负责主机和控制层之间数据传输,是连接蓝牙上层协议(主机)和下层协议(控制器)的关键通道。数据的运输通常由软件控制,而该内存控制器是对原本由软件控制的数据运输进行优化,可以起到替代CPU完成数据搬运的作用。它对固件里面的内存管理模块进行硬化,将由软件处理的任务交给硬件管理,以达到节省时间的目的,从而减轻CPU的负担,降低功耗。本文的重点是对内存控制器模块建立以UVM为基础的验证平台并进行功能验证。先研究了蓝牙技术的协议,着重了解蓝牙下层控制器协议。再分析内存控制器的设计规范,深入理解它的原理和内部设计构造,以及RX和TX两种工作模式,总结它的功能,列出验证计划。通过对协议的研究与内存控制模块设计的深入理解,规划验证平台的主要架构,结合SV验证语言和UVM方法学建立验证平台,采用虚拟激励完成对多种激励的调度,然后针对功能点创建测试用例,除了正常激励,还要注入非正常激励,实现验证的完备性,然后进行仿真,仿真过程中,不断进行debug来找出DUT和验证平台的错误,加以维护。仿真全部通过后,最后进行覆盖率的测量,主要测量代码覆盖率和功能覆盖率,通过不断完善测试用例与激励产生方式,代码综合覆盖率达到了90%以上,功能覆盖率达到100%,可以认为完成了对内存控制器模块的验证。
【图文】：

流程图,流程,动态仿真,激励内容

加上近年来验证在芯片设计领域的重要性日益可见，越来越多的验证发出来，他们各有特点，相辅相成，为达到一个趋近完美的设计保驾目前主要的验证方法可分为动态仿真和静态检查两大类[8]：2.4.1 动态仿真态仿真是最常见的验证方式。它的主旨是通过给待测设计添加激励信号和波形，判断结果是否符合预期，动态仿真还可分为定向测试（d，随机测试(random test)，和断言检查(assertion check)四种。（1）定向测试向测试一般用于早期的模块验证或系统级芯片验证，测试流程如图它的激励内容是在仿真之前就决定好，通常用 C/C++语言编译，并转换读的文件，待测设计和参考模型分别读取可读文件，再进行一致性检是无法产生新的测试激励，难以提高覆盖率，因此多用于验证前期，检基本功能。

流程图,随机测试,流程,覆盖率

测试定向测试相对，它产生的序列在每次提供激励时，产生随机序列的方法通常用 system verilog 语言激励进行约束，以满足硬件协议的要求，随机激反馈约束两种，静态约束即进行随机约束后不产则可以根据前一个激励的结果来决定下一个激励应境中配置的不同参数，组件之间的通讯，是否要。中最常用的两种类型分别是基于覆盖率驱动的随证。覆盖率和 TLM 的概念在后面将要介绍。它们的因素分别是覆盖率和 TLM。覆盖率随机验证覆盖率并进行分析，反馈给下一次随机约束，产覆盖的功能点。TLM 的随机验证是在更抽象级，它针对的并非是某一功能点，而是宏观层面上
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN925;TN409

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