面向移动基带SoC芯片前端功能、性能和效能验证的监测系统设计

发布时间：2020-06-30 03:59

【摘要】：随着移动通信技术的不断发展,使得移动通信设备的应用市场越来越广泛,其中最重要的就是移动通信基带SoC芯片,伴随着集成电路芯片设计的复杂度的不断加大,与之而来的芯片设计缺陷出现的可能性也越来越大,因此对于芯片验证的要求也变得越来越高,特别是对于SoC系统级的验证来说,对应的验证工作量和难度越来越大。一个SoC系统的验证工作分为功能验证、性能验证和效能(功耗)验证,其中功能验证是在硅前完成对,其花费的验证周期最长;对于性能和效能验证,很难在硅前对其进行充分的验证,一般都是通过流片之后,通过芯片实物测得真实的性能和效能指标数据,并且目前三大EDA厂商还没有提出相应的在硅前功能验证的同时兼顾性能验证和效能验证的解决方案。本文基于移动基带SoC芯片的开发项目,通过研究和分析SoC系统级功能验证、性能验证和效能验证过程中所面临的困难和挑战,提出了一种新的SoC系统验证解决方案,并且设计了一个面向移动基带SoC系统功能、性能和效能(功耗)验证的监测系统。最终通过实例验证分析验证了该监测系统可以对SoC系统级硅前功能、性能和效能验证工作起到加速作用,同时可以提高整个SoC系统级验证效率和验证质量。首先,通过仔细研究和分析了当前SoC系统级功能、性能以及效能验证所面临的困难和挑战,在此基础上,针对当前业界主要采用的系统级硅前功能、性能以及效能验证的方法做了分析和比较,明确了它们的优缺点。通过深入研究SoC系统级验证最新的方法和策略,结合当前主流的UVM验证方法学,提出了一种SoC系统级硅前功能、性能和效能验证的系统级验证解决方案。然后,通过该系统级验证解决方案,设计出了一个SoC系统级硅前验证监测系统(HKY,Hawkeye),其中该监测系统HKY主要由功能验证监测子系统、性能验证子系统以及效能验证监测子系统以及一些分布式的监测应用组成。最后,通过对比不同的系统集成方法,通过插件式的集成方法将Hawkeye硅前验证监测系统集成到移动基带SoC系统的仿真验证平台中,然后在通过选取一些SoC系统级功能、性能以及效能验证的测试验证点,通过实例仿真完成对Hawkeye硅前验证监测系统设计的功能进行充分验证。通过分析最终的仿真结果,可以得出Hawkeye硅前验证监测系统实现了预期的设计目标。本论文的主要创新点包括一下几个方面:1)通过直接编程接口DPI技术,实现了在C测试用例中动态定义创建功能覆盖率模型,即在SoC系统级的C测试用例中实现了基于功能覆盖率驱动的验证方法。2)通过实现SoC系统级中心化的寄存器模型,对整个SoC系统中的寄存器进行统一管理,同时通过该寄存器模型,收集对应的寄存器读写覆盖率数据,进一步提升功能验证的质量和效率。3)实现对目标处理器进行实时在线动态行为监测和解析报告,从而在系统级验证过程中为处理器验证提供了更好的调试方法。4)实现对目标接口进行实时在线的性能数据抓取和解析分析,给出目标接口的性能指标数据,从而在硅前验证过程中,获得更多的性能验证方面的数据。使得性能验证可以提前至硅前验证阶段进行。5)实现对目标时钟信号时钟周期和频率信息进行实时在线的捕获和比较分析,并且给出相应的比较分析结果。6)实现了效能验证中测试场景所需的时间窗波形文件的自动化产生,不需要手工定位时间窗中对应的起始时间点和结束时间点,大大加速了效能验证的工作,提高了硅前效能验证的效率。7)实现了插件式的集成方法,使得该SoC系统级功能、性能以及效能验证解决方案通过极少的插件配置文件可以快速集成到不同的仿真验证平台中,且对原有的仿真验证平台不会造成任何负面影响,即该SoC系统级验证解决方案可以作为系统级验证IP直接复用到不同的项目中。
【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】：2018
【分类号】：TN47
【图文】：

103果如下图 5.5~5.7 所示。图5.5 单个覆盖值(single)类型的覆盖率仿真结果图5.6 基于覆盖值转换(transition)类型的覆盖率仿真结果图5.7 交叉类型(corss)类型的覆盖率仿真结果仿真完成之后，通过打开生成的覆盖率数据库文件，可以看到在之前 CPU 子系统 C 测试用例中动态定义创建的单个信号覆盖点(hky_cg_single_width1)的覆盖率模型、基于信号值翻转的事件类型(hky_cg_transition_width1)覆盖率模型以及交叉覆盖(hky_cg_cross_with1)的覆盖率模型最终贡献的覆盖率数据均达到了 100%，也即在CPU 子系统中的 C 测试用例中定义的覆盖率模型最终都被覆盖到了。2）对目标处理器操作进行实时解析分析结果在上一节中，通过选取 SoC 系统中的CPU子系统作为目标处理器，通过明确 CPU核设计在整个 SoC 级的仿真验证平台中的层次路径，然后通过在 HKY 硅前验证监测系统的顶层文件 hky_top 中，给其绑定一个类型为 hky_axi_master_bind 的模块，同时为绑定文件指定例化名为 ap_bus0_bind

果如下图 5.5~5.7 所示。图5.5 单个覆盖值(single)类型的覆盖率仿真结果图5.6 基于覆盖值转换(transition)类型的覆盖率仿真结果图5.7 交叉类型(corss)类型的覆盖率仿真结果仿真完成之后，通过打开生成的覆盖率数据库文件，可以看到在之前 CPU 子系统 C 测试用例中动态定义创建的单个信号覆盖点(hky_cg_single_width1)的覆盖率模型、基于信号值翻转的事件类型(hky_cg_transition_width1)覆盖率模型以及交叉覆盖(hky_cg_cross_with1)的覆盖率模型最终贡献的覆盖率数据均达到了 100%，也即在CPU 子系统中的 C 测试用例中定义的覆盖率模型最终都被覆盖到了。2）对目标处理器操作进行实时解析分析结果在上一节中，通过选取 SoC 系统中的CPU子系统作为目标处理器，通过明确 CPU核设计在整个 SoC 级的仿真验证平台中的层次路径，然后通过在 HKY 硅前验证监测系统的顶层文件 hky_top 中，给其绑定一个类型为 hky_axi_master_bind 的模块，同时为绑定文件指定例化名为 ap_bus0_bind

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

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相关硕士学位论文 前1条

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本文编号：2734826