随着电路设计在特征尺寸和复杂性方面日益发展,功能验证的重要性也不断提升。验证的复杂性主要体现在嵌入式软件和模拟电路所占比例正在不断提高。
验证技术已经落后于设计和制造能力,形成了一个验证鸿沟,而且这个鸿沟还在不断扩大,为了解决验证鸿沟问题,提高单片系统的验证水平,产品经理需要将功能验证作为总体设计方法的一个有机组成部分加以考虑。实现这一目标的最有效途径就是采用一种能够在不同工具和不同抽象化级别之间实现可扩展的验证方法。
可扩展的验证方法必须能够在不同的工具和设计层次之间实现扩展。必须能够在RTL仿真、软硬件协同验证、仿效仿真和模数混合仿真之间进行通信。
一个单独的工具或者一项单独的技术都无法通过适当的方式解决目前所面临的验证问题。因此,设计小组需要通过一套能够相互协同工作的工具,形成一条从RTL仿真到In-Circuit仿真乃至形式验证的完整解决方案。可扩展验证解决方案必须能够支持所有各主要语言,其中包括Verilog、VHDL、C++以及SystemC语言,这样它就可以在所有各个抽象化层次上开展工作。而且它必须是一种采用开放标准的解决方案,这样就可以沿袭和利用原有的和第三方有
知识产权的验证IP。
人们认识到,在设计中采用更高层次的抽象表示方法变得绝对必要。这项工作不仅针对设计流程,也适用于测试平台的建设。在将一套事务处理器作为设计的验证界面时,分层验证就成为可能。这样就允许对不同的抽象层次进行融合,组装为测试平台或验证环境以便检查某项实现是否能够与更高级别抽象模型功能一致。这种验证策略的优势在于允许该团队在规定时间内获得不同抽象层次融合起来的一个验证平台。
有必要指出的是,通过硬件辅助的或面向硬件的高性能验证解决方案对我们在系统级实现验证完备性具有关键性意义。现场仿效验证可以彻底避免昂贵的设计重转。采用Co-modeling技术和Emulation技术,其验证速度能够满足在无线数据传输设计中发现数位错误,能够直接观察MPEG设计的视频处理效果,能够在验证环境中直接运行应用程序代码。
Mentor Graphics 公司的集成化验证解决方案,涵盖了系统设计和验证的整个范围:数字电路、模拟电路、固件和软件。该公司提供工具的深度和广度能够在各个级别上开展彻底验证:模块级、子系统级和完整系统级。
模块级别
在模块级别上,设计人员的关注重点是功能和时序的细节验证,保证这些模块达到技术规格的要求,没有明显问题存在。HDL仿真器是这一阶段理想的工具,因为它易于使用而且纠错能力强。Mentor Graphics 公司ModelSim SE针对VHDL、Verilog以及混合语言实现的设计提供高性能优化,并支持所有操作平台:UNIX、Linux以及Windows。ModelSim是面向RTL纠错工具,也是提高验证生产力的关键所在。
针对模拟/混合信号模块,通过Mentor Graphics 公司ADVance MS 验证套件工具,ModelSim能为模拟HDL行为仿真以及模拟模块的SPICE仿真提供了平滑的接口界面。该界面允许在同一个纠错环境中对数字和模拟事件的仿真进程进行同步处理和查看。ADVance MS模拟器针对复杂模拟/混合信号设计的验证工作提供了单一内核的验证环境。
子系统级别
在子系统验证阶段,模块间通信、控制、时序和协议实现对确保子系统的功能正确性都是非常重要的;因此,通过执行协议检查或采用断言来验证总线数据交换的工具都是非常有用的。硬件加速仿真工具或仿效验证工具可以在这一阶段配置使用,其验证测试平台可以采用HDL、C、System C和Verisity等其它高级验证语言来实现。Mentor Graphics 公司VStation-30M仿真器在复杂系统功能验证中能够提供强大的灵活性和准确性。
单片系统级别
芯片级验证涉及各个模块的进一步集成以及设计流程的其余部分,例如设计的嵌入式软件和物理实现的过程。Mentor Graphics 公司的等效检查工具FormalPro可以验证超大规模的设计,并提供对每一处设计修改进行快速纠错的能力。FormalPro可以对由综合器或布线器等EDA工具引入的设计层级变化进行处理。
在这一验证层次,也可以使用等效检查、硬件仿真器阵列或仿效验证工具,确保整个设计在后端处理过程中没有改变设计的任何特性--这通常被称作回归测试。对于规模较大的测试向量测试则建议采用仿效验证工具如Vstation,因为它拥有验证大规模芯片设计的能力和容量。硬件仿真器阵列和仿效验证工具是互为补充的解决方案。
绝大多数单片系统都采用了嵌入式软件,这也是必须加以验证的。嵌入式软件包括应用程序代码、实时操作系统、器件驱动程序、硬件诊断程序和自启动ROM程序等。
应用硬件和软件纠错工具以及硬件加速和仿效验证手段,就能确保芯片实现正常的功能和性能特性。Mentor Graphics公司的Seamless 提供了软硬件协同仿真解决方案,它包含的XRAY纠错程序,能够发现并纠正单片系统设计中存在的嵌入式软件错误。
抽象层次
Mentor Graphics公司针对不同的抽象级别提供各种集成的EDA工具:ModelSim针对任何HDL代码,它还可以通过处理器和存储器模块与Seamless链接;Seamless可用于嵌入式软件的验证以测量单片系统的性能。此外,经过Seamless的 C-Bridge,可以引入C/C++语言实现的系统级硬件模型。C-Bridge允许用户引入其它块的C/C++抽象模型,并将其连接到设计验证平台中。这种组合技术能够通过基于任务的协同建模仿真技术实现设计的重复使用,在硬件和软件之间实现真正的资源共享。
Mentor Graphics公司的ModelSim、Seamless、FormalPro、Vstation以及ADVance MS已经扩展了验证的概念范畴,验证抽象层次的提高,减少了对开展大量低级别验证的需求
,并有助于客户自动创建测试平台。
有关上述各项验证技术详细描述请浏览网址www.mentor.com/fv。
●Discovery验证平台
Synopsys公司的Discovery验证平台,是一个提供高性能和在所有平台组件之间高效交互使用的统一环境,这些组件包括mixed-HDL simulation、mixed-signal、systems-level verification、assertions、verification intellectual property、code coverage、functional coverage、testbenches和formal analysis。Discovery验证平台包括Synopsys的VCS HDL simulator、VCS MX mixed-HDL simulator、用于系统级验证的CoCentric Systems Studio、LEDA programmable RTL checker、Vera testbench automation tool、MagellanTM hybrid RTL formal verification、DesignWare verfication IP、Formality equivalence checker、用于混合信号仿真的NanoSim和HSPICE。Discovery验证平台与SystemVerilog和Synopsys的可验证设计方法学相结合,通过提高在所要求的项目周期内实现一次性流片的成功率,帮助设计者达到更高的设计能力。
●Incisive验证平台
Cadence公司 Incisive验证平台是单内核检验平台,其在所有设计领域中从系统设计到设计实现的整个过程中支持统一的方法。它在整个设计周期提供100倍的整芯片性能,同时把总的验证时间缩短50%。Incisive平台结构内在支持Verilog、VHDL、SystemC、SystemC检验(SCV)标准、PSL/Sugar断言、算法开发、以及模拟/混合信号验证。利用其全面的交易层支持、统一测试产生以及按需加速等特性,Incisive平台可以提供业界速度极快、效率极高的验证。