基于UVM的FSK模块验证平台设计

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随着物联网芯片市场不断扩大,竞争也越发激烈,物联网芯片更新换代速度日益提高,芯片的功能和复杂程度的提升也在不断地加大验证的难度。传统的验证方法如直接测试等已经很难满足如今芯片的规模,验证技术逐渐成为制约芯片发展的瓶颈。验证是否完备和高效直接影响芯片开发周期和成本,为了适应芯片设计和规模,验证技术也快速发展起来。验证方法学经过不断地更新换代,通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)继承其它验证方法学的优点,并克服它们的缺点,逐渐成为验证方法学的主流。本文首先针对频移键控(Frequency-shift keying,FSK)算法模块的结构和功能进行分析。FSK算法模块分为发射机和接收机两部分,发射机主要包含组帧功能、编码功能、交织功能、白化功能以及FSK调制功能。接收机主要包含包检测功能、载波频偏估计功能、帧同步功能以及包解析功能。根据算法模块的功能,分解与之对应的验证测试点,并制定整体验证方案。接着利用UVM验证方法学完成FSK算法模块的功能验证。首先搭建验证平台,完成验证平台组件设计,包括接口、序列发生器、驱动器、监视器、代理器、参考模型、记分板、环境等组件。记分板(scoreboard)作为验证平台组件之一,其主要功能是收集参考模型和待测设计的输出,并进行数据比对。在设计时通常只需实现顺序比对功能就可以完成自动比对。但是FSK算法模块中解交织模块的输出有多个数据包,它们之间的顺序是不定的,但是对应数据包的数据必须保持一致。为此本次课题设计的记分板实现了多个数据流比对的功能,并且还兼顾一般顺序比对的功能,实现自动化比对。同时,在设计记分板时,按照实现的功能将记分板分为三个部分实现,分别为比对部分、记分板内部端口连接部分和记分板外部端口连接部分。将比对部分和内部端口连接部分封装起来作为通用的组件模块进行复用。在不同项目中只需将通信端口与记分板的外部端口连接模块进行连接即可实现自动比对,实现验证环境组件复用,大大提高了验证效率。这两点也是本次课题的技术创新点。验证环境搭建好后,使用System Verilog语言编写测试用例,进行仿真。经过大量测试用例的运行,仿真结果表明,基于UVM验证平台的FSK模块验证的代码覆盖率和功能覆盖率均达到100%,达到设计指标。本文搭建的UVM验证平台不仅很好的完成了FSK模块的所有功能测试点的覆盖,体现了验证的完备性,而且验证组件实现复用,大大提高验证的效率,为后面其他算法模块的验证平台设计提供很好的参考。
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