一种基于SoC/IP验证平台的设计实现李保华1张丽2（1．河南理工大学万方科技学院，河南郑州451400；2．沈阳军区65012部队，辽宁沈阳110101）摘要：IP复用技术在加快SoC开发进程的同时，也给SoC/IP的功能验证提出了更大的挑战。针对SoC/IP验证的复杂性，如何提高验证质量和效率成为SoC/IP开发过程中需要解决的重要现实问题。本文以SoC芯片的功能验证为背景，在对SoC/IP的验证特征和验证需求进行分析的基础上，提出了一种面向验证过程的层次化验证方法，制定了相应的层次化验证方案，对验证平台结构和实现、验证激励生成、验证文件管理、验证步骤设计等五个验证环节进行优化和改进，并重点设计了一种基于总线的层次化SoC/IP验证平台结构，实现验证平台的横向和纵向模块化划分。关键字：SoC/IP；验证平台；层次化方法引言随着芯片设计业、制造业的不断发展，芯片的集成规模越来越大，系统芯片（SoC,System-on-Chip）成为21世纪集成电路技术的主流[1]。SoC是指在单块芯片上集成微控制器、IP（IntellectualProperty）核、存储器等多个功能模块，实现整个系统的功能。通过提高芯片的集成度、降低芯片的数量和印制电路板连线，来提高系统的工作性能，同时降低了开发费用，缩短了开发时间。通常采用基于IP复用的设计方法在SoC中集成大量的IP模块，避免了大量重复的设计工作[2]。该方法在提高设计能力的同时，也使得验证在SoC开发流程中的作用越来越重要。但随着硬件设计复杂度的增加，验证过程也变得更加复杂。根据硬件开发的实际工作量进行统计表明，验证工作占到设计总量的70%以上，验证平台代码占代码总量的80%左右，从而使得验证成为硬件开发过程中一个新的研究目标[3,4]。随着验证要求的不断提高，验证工作逐渐得到硬件开发人员的重视，相关研究和应用主要从验证平台的结构设计和实现方式两个方面展开。保证功能正确是仿真验证的首要目标，建立验证平台是仿真验证的必要条件。就SoC/IP验证而言，设计结构灵活的验证平台既能够实现SoC/IP功能验证的高效性，又能够确保SoC/IP功能验证的完整性。本文将讨论基于SoC/IP验证平台（TB,Test-Bench）的设计与实现技术。层次化验证方案研究层次化方法是解决复杂问题的有效方法。针对验证过程的复杂性，采用层次化方法对验证过程的重要环节进行优化和改进，制定层次化的SoC/IP验证方案。对于复杂的SoC/IP仿真验证，主要包括验证平台的结构设计、验证平台的实现、验证激励的产生、验证文件的管理以及验证步骤的设计等五个环节。验证平台结构是进行SoC/IP仿真验证的基础，决定了验证平台的基本性能；验证平台的实现方式则是指采用何种验证语言完成验证平台的代码设计，验证语言的使用特性也就间接决定了验证平台的建立速度；验证激励的生成对于验证质量具有直接影响，激励的生成效率也决定了验证的效率；验证步骤的设计对于验证执行过程的复杂性具有重要影响，有条理的验证步骤能够极大简化验证过程；验证文件的有效管理便于验证过程的控制，在提高验证效率方面起到更好的促进作用[5]。本文将层次化方法应用到硬件设计的验证，特别是上述硬件设计的仿真验证，从而系统化地指导SoC/IP仿真验证的全过程，降低验证过程的复杂性，提高验证质量和效率。层次化验证方案设计层次化验证方案就是利用层次化方法优化验证的全过程，主要针对验证的五个重要环节，验证平台的结构设计、验证平台的实现、验证激励的产生、验证步骤的设计以及验证文件的管理等，进行层次化设计、实现或控制，以满足SoC/IP的功能验证需求，达到提高SoC/IP质量和效率的目的。（1）验证平台的层次化结构验证平台的层次化结构是指采用基于事务的验证方法，将验证的抽象层次从底层物理级提升至顶层事务级，将验证平台结构分层，每个层次实现不同的功能且相互独立，简化验证控制过程。从基于事务验证的角度来分析，验证平台的层次化结构共分为五层：信号层、命令层、功能层、场景层和测试层。测试层包含测试案例，控制验证过程；场景层实现事务级激励的生成；功能层用于功能组件的连接；命令层实现验证激励从事务级到物理级的转化；信号层实现验证平台与DUV之间的引脚信号连接。（2）验证平台的层次化实现验证平台的层次化实现是指利用支持面向对象编程技术的验证语言进行验证平台的层次化编码实现。面向对象技术的重点在于利用层次化抽象思想进行验证平台功能的层次划分，然后针对每一层次所要实现的功能进行类的划分，利用类的定义实现基本功能。基于类结构建立低层次的测试案例和验证组件，利用类的调用组成上层的测试集和验证平台，然后组成整体的验证环境。当验证平台功能改变，需要对验证组件的功能进行更改或升级