芯片设计的验证技术和验证流程研究

摘要

在芯片设计规模日益增大,芯片应用越来越广泛的今天,保证设计的正确性是每一位芯片设计者必须考虑的大事.该文对芯片设计特别是ASIC领域的验证技术和质量管理进行了探讨,从验证理论,验证实践,验证自动化,验证重用和验证管理等处着眼,研究如何通过验证技术的应用和验证流程的合理化实现高效率验证,提高芯片设计的质量.该文考察了动态验证技术和静态验证技术的最新发展,并积累了实践应用经验.动态验证技术是验证的基础,在今后的验证流程中也将继续扮演重要的角色.静态验证技术在近几年内有着飞速的发展.静态验证技术可以克服芯片规模增大时动态验证时间耗费巨大的缺点.该文尝试将动态验证技术与静态验证技术结合应用于芯片的验证工作.该文还结合FPGA的应用深入研究了验证技术的另一发展方向——硬件仿真技术.通过物理模型将软件模拟的顺序执行变为硬件的并行执行,仿真技术可以将动态验证的速度提高2到3个数量级,消除速度瓶颈.但是仿真技术在现阶段还有速度,规模,接口方面的技术问题有待提高.该文提出通过验证语言而不是硬件描述语言来建立验证环境,帮助验证工程师将时间与精力集中在验证思想的表达上而不是对验证实现细节的表达上.伴随着验证技术日益专业化,高级验证语言开始发挥自己的贡献.高级验证语言的普及与使用必将提高芯片验证的效率与质量.提高芯片设计质量的关键一是先进的验证技术,二是科学的验证管理.该文在验证理论的研究和实践的基础上,对验证团队的建立,培养与管理进行了探索,提出以验证独立化的原则和全面质量管理的观点指导验证工作.验证独立化是芯片设计规模发展后的必然需要.通过分工,验证以其独立的视角为设计提供有力保障.验证独立化也为验证的质量管理提供基础.通过提高验证流程的质量来保证验证的质量是全面质量管理的核心思想.数字视频后处理芯片是最有市场开发价值的数字电视核心芯片之一.该项目有指导地应用该文研究的验证理论与方法,建立独立的验证组织,采用科学的验证流程,实施全面质量管理,有力地保障了项目的高质量完成.

目录

文摘

英文文摘

第1章验证的重要性

§1.1 IC制造业的发展

§1.2 验证的必要性

1.2.1缺陷的代价

1.2.2产生缺陷的原因

§1.3 验证工作的独立性原则

1.3.1 代码设计开发者应避免验证自己的代码

1.3.2代码设计机构应避免验证自己的代码

§1.4 本文主要工作和章节安排

第2章验证流程与技术

§2.1 验证的范围

§2.2 验证技术的分类

§2.3 动态验证

2.3.1 白盒子测试

2.3.2黑盒子测试

2.3.3灰盒子测试

§2.4 静态检查

§2.5 形式验证

2.5.1形式验证的原理

2.5.2形式验证的应用

§2.6 静态时序分析

2.6.1 模拟工艺波动对时序的影响

2.6.2避免非真实路径的分析

2.6.3信号完整性的分析

§2.7 声明验证

§2.8 硬件仿真技术

§2.9 多项目晶片

§2.10验证效果的评估

2.10.1覆盖率

2.10.2对覆盖率的误解

第3章验证自动化与重用

§3.1 验证自动化

3.1.1测试用例的生成

3.1.2测试的执行写控制

3.1.3测试结果与标准输出的对比

3.1.4不吻合的测试结果的分析、分类、记录和通报

3.1.5总测试状况的统计，报表的产生

§3.2 高级验证语言

3.2.1验证语言与HDL的比较

3.2.2测试矢量自动生成

3.2.3进程控制

3.2.4进程通信

3.2.5 directC技术

§3.3 验证重用

3.3.1 重用的重要意义

3.3.2重用的目标

3.3.3重用的层次

3.3.4测试代码的重用

3.3.5测试环境的重用

3.3.6目录结构的重用

3.3.7 DFV设计与设计重用

第4章验证管理

§4.1 文档管理

4.1.1 测试计划

4.1.2测试记录

4.1.3版本管理

§4.2 人员管理

§4.3 质量管理

4.3.1 何时结束验证工作

4.3.2同级审查

4.3.3缺陷管理与预防

第5章视频后处理项目的实践

§5.1 视频后处理项目介绍

§5.2 验证流程

§5.3 模块级的验证

5.3.1信号层

5.3.2命令层

5.3.3事务层

5.3.4应用层

§5.4 系统级的验证

§5.5 FPGA原型验证

5.5.1 FPGA验证技术的利弊

5.5.2 ASIC向FPGA移植技术

5.5.3 FPGA验证板介绍

5.5.4可配置的验证平台

§5.6 FPGA与调试

5.6.1调试板

5.6.2 DFT结构的利用

第6章总结

参考文献

致谢