FPGA軟件驗證技術(shù)(上)

FPGA軟件驗證技術(shù)1精選課件驗證的重要性驗證，顧名思義就是通過仿真、時序分析、上板調(diào)試等手段檢驗設(shè)計正確性的過程，在FPGA/IC開發(fā)流程中，驗證主要包括功能驗證和時序驗證兩個部分。2精選課件一、FPGA的開發(fā)流程設(shè)計輸入，HDL代碼，圖形或原理圖輸入。功能驗證，也叫前仿真和功能仿真。綜合，將HDL代碼等設(shè)計輸入轉(zhuǎn)換成最基本的與或非等邏輯的網(wǎng)表。布局布線，將網(wǎng)表邏輯根據(jù)所選器件進行實際單元的連接與映射。時序驗證，主要進行電路的時序驗證，包括靜態(tài)時序分析和時序仿真（后仿真）。生成燒寫文件，進行板上驗證。3精選課件二、驗證方法1）設(shè)計檢查2）功能仿真3）門級仿真4）邏輯等效性分析5）靜態(tài)時序分析6）時序仿真4精選課件1、設(shè)計檢查編碼規(guī)則檢查代碼審查5精選課件2、功能仿真對RTL級代碼進行功能仿真驗證，驗證設(shè)計邏輯功能是否正確的過程。功能仿真不考慮延時信息。6精選課件2、功能仿真語句覆蓋率和分支覆蓋率達100%，對未覆蓋的語句和分支進行未覆蓋原因及影響域分析。測試平臺要求：依據(jù)測試需求規(guī)格說明和測試說明編寫testbench文件，應(yīng)包含被測試可編程邏輯器件的所有外圍相關(guān)功能、性能、時序等要求的實現(xiàn)。7精選課件3、門級仿真在邏輯綜合完成后，針對綜合后網(wǎng)表文件開展仿真測試。與功能仿真內(nèi)容要求相同，不同之處是將RTL代碼換成綜合后的網(wǎng)表文件。8精選課件4、邏輯等效性分析在工具的支持下，對可編程邏輯器件的RTL級代碼、邏輯綜合后的網(wǎng)表文件、布局布線后網(wǎng)表文件展開兩兩文件的邏輯等效性對比，人工對工具的比對結(jié)果信息進行二次分析，對不等價的比對點展開問題追蹤和定位。9精選課件5、靜態(tài)時序分析分析邏輯綜合或布局布線后得到的靜態(tài)時序信息，根據(jù)信息找出不滿足建立/保持時間路徑以及不符合約束路徑的過程。靜態(tài)時序分析是套用特定的時序模型，針對特定電路，分析與其是否違反設(shè)計者給定的時序限制。10精選課件6、時序仿真在布局布線完成后開展的仿真。時序仿真考慮門級延時和走線延時。由于時序仿真需要的測試周期較長，在實際測試中應(yīng)有針對性的展開時序仿真測試。11精選課件三、功能驗證的常用方法1）設(shè)計檢查2）仿真12精選課件1、設(shè)計檢查依據(jù)設(shè)計文檔或設(shè)計準(zhǔn)則，對代碼和設(shè)計的一致性、代碼執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)情況、代碼邏輯表達的正確性、代碼結(jié)構(gòu)的合理性以及代碼的可讀性進行審查。設(shè)計檢查的主要形式：編碼規(guī)則檢查和人工走讀代碼。13精選課件2、仿真仿真的主要內(nèi)容根據(jù)測試需求設(shè)計測試用例。搭建仿真環(huán)境。提供測試激勵。在仿真環(huán)境中執(zhí)行測試用例，記錄并分析測試結(jié)果。14精選課件2、仿真常用的仿真工具ISEQuartusIIModelsimQuestasim15精選課件四、測試用例設(shè)計方法功能分解法等價類劃分法邊界值分析法錯誤推測法因果圖法16精選課件1、功能分解法功能分解法是根據(jù)規(guī)格說明中的描述，按照給定的測試輸入，驗證輸出結(jié)果是否與功能描述相一致，一般用于驗證基本功能是否實現(xiàn)。例：

對TS流同步搜索模塊進行測試。17精選課件2、等價類劃分法等價類劃分法是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然后從每個子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例。例：

IP地址分類：單播，組播和廣播。18精選課件3、邊界值分析法邊界值分析法，是對等價分析法的一種補充，由長期的測試工作經(jīng)驗得知，大量的錯誤是發(fā)生在輸入輸出域的邊界上。例：利用GMII接口接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，并將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包經(jīng)過DDR2緩存，由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包長度不固定（64字節(jié)到1514字節(jié)），為保證DDR2存儲空間有效的利用。將一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包截成固定長度存儲到DDR中。例如進行一次讀寫操作時僅進行128個字節(jié)。邊界值：127,128,129；255,256,257等

19精選課件4、錯誤推測法錯誤推測法是基于經(jīng)驗和直覺推測程序中所有可能存在的錯誤，從而有針對性的設(shè)計測試用例的方法。例：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包打包輸出，打包中各個以太網(wǎng)幀頭和幀尾各個字段可能出現(xiàn)錯誤。例如頭部校驗和和幀尾CRC添加錯誤。20精選課件5、因果圖法因果圖法是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從而設(shè)計測試用例的方法，它適用于檢查程序輸入條件的各種組合情況。例：解擾卡中解復(fù)用操作，設(shè)置進行單節(jié)目輸出，PID過濾操作后，組播輸出的數(shù)據(jù)流需要包含所設(shè)置的PID，不包含未設(shè)置的PID。MPTSFPGASPTS21精選課件五、Testbench簡介Testbench是驗證HDL設(shè)計的主要方法，目前已成為驗證高級語言設(shè)計的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。22精選課件1、Testbench簡介Testbench主要完成以下幾個任務(wù)：搭建仿真環(huán)境實例化被測設(shè)計通過向DUT施加測試向量來對DUT進行仿真。向終端輸出仿真結(jié)果或是向波形窗口輸出仿真波形用來檢查將實際的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果進行比對。23精選課件DUTclockCPUchecker外設(shè)2、Testb