盡管近年來(lái)已經(jīng)開發(fā)了各種方法并且EDA工具中使用的優(yōu)化方法來(lái)模擬大型復(fù)雜設(shè)計(jì)，但驗(yàn)證工程師經(jīng)常抱怨性能問(wèn)題，因?yàn)槟M中的任何延遲都被視為項(xiàng)目的最大障礙最后期限。對(duì)最終結(jié)果不滿意，設(shè)計(jì)和驗(yàn)證（DV）工程師正在合作，以產(chǎn)生有助于縮短仿真時(shí)間的新想法。

然而，作為標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)慣例，半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中的所有專有塊必須獨(dú)立和正確驗(yàn)證。 大多數(shù)時(shí)候，公司選擇在“塊級(jí)”本身驗(yàn)證這些專有塊，考慮到驗(yàn)證所有合法，錯(cuò)誤和可能的非法場(chǎng)景所需的靈活性。一些SoC級(jí)場(chǎng)景并不總是真正有意義，但即便如此，最好在塊級(jí)驗(yàn)證程序中覆蓋它們以檢測(cè)任何缺陷。 DV工程師可能不會(huì)遇到塊級(jí)驗(yàn)證的模擬速度慢，但當(dāng)他們轉(zhuǎn)向芯片級(jí)或SoC級(jí)驗(yàn)證時(shí)，它開始變得日常普遍。在定義驗(yàn)證和驗(yàn)證環(huán)境時(shí)有效規(guī)劃某些事情有助于清除某些重大問(wèn)題，同時(shí)節(jié)省大量時(shí)間而不會(huì)妥協(xié)。

什么是UVC？

在設(shè)計(jì)驗(yàn)證領(lǐng)域，UVC越來(lái)越受歡迎。 UVC是通用驗(yàn)證方法（UVM）的一部分，該方法已得到Cadence，Mentor和Synopsys等領(lǐng)先企業(yè)的認(rèn)可。非正式地，許多工程師將“UVC”縮寫拼寫為“UVM驗(yàn)證組件”。

UVC在接口上的作用是充當(dāng)接口驅(qū)動(dòng)程序（Active UVC）或監(jiān)視器（Passive UVC）。它也可以同時(shí)提供基于所需功能場(chǎng)景模擬設(shè)計(jì)所需的所有控件。在SoC設(shè)計(jì)驗(yàn)證中，通常有幾個(gè)UVC位于不同的接口上，以根據(jù)相應(yīng)的接口協(xié)議驅(qū)動(dòng)/監(jiān)控信號(hào)。因此，可以使用幾個(gè)UVC作為主要構(gòu)建塊來(lái)顯示整個(gè)驗(yàn)證環(huán)境。

圖1SoC設(shè)計(jì)的框圖（部分）

圖1顯示了SoC設(shè)計(jì)的一部分，該設(shè)計(jì)具有多個(gè)復(fù)雜的專有模塊（B0-B6）和用于AXI互連和DDR4控制器模塊的第三方定制IP。塊B0-B4充當(dāng)AXI寫或讀主機(jī)，具體取決于它們對(duì)DDR4控制器的請(qǐng)求類型。 AXI總線接口用于片上通信。 D128/256表示數(shù)據(jù)線的寬度（128或256位），A32表示地址線的寬度。 B0和B4具有AXI寫入主控的實(shí)例，B2具有AXI讀取主控，B1和B3具有AXI寫入和讀取主控實(shí)例。 AXI互連將來(lái)自B0到B4主設(shè)備的所有請(qǐng)求發(fā)送到DDR4控制器塊的從設(shè)備P0到P4端口上的相應(yīng)請(qǐng)求，該端口連接到DDR4存儲(chǔ)器。 AXI互連實(shí)現(xiàn)了流量控制機(jī)制，以根據(jù)其為B0-B4的多個(gè)請(qǐng)求提供服務(wù)的帶寬來(lái)產(chǎn)生背壓。

考慮到B0-B6的復(fù)雜性，我們假設(shè)每個(gè)塊的塊級(jí)驗(yàn)證都是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始的。與此活動(dòng)并行，考慮到項(xiàng)目進(jìn)度，端到端流程的芯片級(jí)別驗(yàn)證也應(yīng)該快速開始?，F(xiàn)在想象一下，如果所有或部分第三方IP都不可用，或者它們可用但未集成到設(shè)計(jì)中，需要幾周時(shí)間才能集成。在這種情況下，芯片級(jí)驗(yàn)證工程師可能會(huì)選擇等到設(shè)計(jì)完成就緒，然后再開始，但這可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)驗(yàn)證階段的計(jì)劃緊縮。在我們可以在不需要返工的情況下進(jìn)展的情況下，有效的替代方案是什么？

圖2顯示了處理這些情況的有效解決方案。假設(shè)AXI互連設(shè)計(jì)已準(zhǔn)備就緒，但DDR4 PHY控制器尚未推出。

圖2使用AXI從器件UVC取代DDR4控制器

該解決方案利用AXI Wr/Rd從器件UVC和UVC用于從器件存儲(chǔ)器。它集成了參數(shù)化的UVC（axi_p * _wr/rd_rcvr），用于處理指定數(shù)據(jù)寬度的AXI接口?，F(xiàn)在，為了模仿相同的行為，就好像它只連接了一個(gè)DDR4內(nèi)存一樣，DDR4內(nèi)存必須用128D＆amp;的兩個(gè)從存儲(chǔ)器代替。 256D，以及將128D的AXI部分轉(zhuǎn)換為256D的基本轉(zhuǎn)換器。這可確保任何數(shù)據(jù)寬度的Wr/Rd接收器都可以執(zhí)行對(duì)內(nèi)存中相同地址范圍的寫入/讀取。

在集成DDR4控制器設(shè)計(jì)之前，所有這些Wr/Rd接收器都充當(dāng)“有源”組件。它們執(zhí)行對(duì)從存儲(chǔ)器的寫/讀操作，并響應(yīng)從B0-B4塊接收的任何AXI寫/讀請(qǐng)求。一旦集成了DDR4控制器設(shè)計(jì)，UVC就變?yōu)闊o(wú)源，因此它們可以作為接口監(jiān)視器，為參考模型提供端到端預(yù)測(cè)。

UVC的主要優(yōu)勢(shì)方法：

芯片級(jí)驗(yàn)證可以與塊級(jí)驗(yàn)證并行開始。 DV團(tuán)隊(duì)可以在沒有DDR4控制器的情況下證明測(cè)試用例和端到端場(chǎng)景，并且可以讓他們準(zhǔn)備好在DDR4集成后運(yùn)行。這有助于隔離DDR4控制器問(wèn)題（如果有的話）與專有塊中的實(shí)際問(wèn)題。

由于缺少龐大的DDR4控制器設(shè)計(jì)代碼，芯片級(jí)的仿真速度相對(duì)較快。這可以節(jié)省大量的仿真運(yùn)行時(shí)間。

UVC可以提供更大的靈活性和控制，以生成任何不常見的情況，這些情況可能無(wú)法通過(guò)DDR4控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真。這種情況的例子是“產(chǎn)生人工背壓”以驗(yàn)證AXI互連對(duì)B0-B4塊的背壓的預(yù)期傳播。

控制AXI UVC的“有源”/“無(wú)源”模式，它們既可以用作接口監(jiān)視器，也可以用作驅(qū)動(dòng)程序+監(jiān)視器。這不需要額外的更改來(lái)在設(shè)計(jì)中“使用”或“沒有”DDR4控制器運(yùn)行相同的測(cè)試。

DDR4 DRAM存儲(chǔ)器的仿真模型與SDF反注釋門級(jí)仿真（GLS）無(wú)法正常工作，因此這種UVC方法可用于填補(bǔ)此類時(shí)序GLS的空白并驗(yàn)證最終網(wǎng)表下降。由于GLS在驗(yàn)證周期結(jié)束時(shí)完成，這是項(xiàng)目開始時(shí)無(wú)法預(yù)見的一大優(yōu)勢(shì)。

使用UVC方法的限制：

必須花時(shí)間開發(fā)（如果不可用）并集成此類UVC

就像模擬一樣采用DDR4控制器集成設(shè)計(jì)，無(wú)法使用UVC方法模擬實(shí)時(shí)背壓或帶寬情況。應(yīng)確定此類情況與DDR4控制器（完整）設(shè)計(jì)一起運(yùn)行

摘要

考慮到設(shè)計(jì)協(xié)議及其復(fù)雜性，DV工程師總是提出有效驗(yàn)證方法的新想法，為實(shí)現(xiàn)完整的驗(yàn)證計(jì)劃增加價(jià)值。本文中的建議方法已幫助許多超過(guò)1億門ASIC的驗(yàn)證時(shí)間表滿足其最后期限。類似的方法可用于具有不同協(xié)議的設(shè)計(jì)，用于跨塊的片上通信和處理外部存儲(chǔ)器的協(xié)議。