基于UVM的APB-CAN模块验证

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CAN(Controller Area Network)总线是车载网络中应用最广泛的汽车总线。随着汽车智能化的不断提高,车载电子系统更加复杂,车载网络的信息交互变得更加频繁,CAN控制器技术成为汽车电子领域最重要的技术之一。目前国产CAN控制器市场占比很小,且多为独立控制器,集成CAN控制器的市场更大但是主要由国外半导体企业控制。集成CAN控制器与系统核心的交互通过APB(Advanced Peripheral Bus)总线实现,因此本文设计了一款基于APB总线的CAN控制器并应用UVM验证方法学开发了验证IP,对实现CAN控制器国产化有重要意义。UVM(Universal Verification Methodology)是目前应用最广泛的验证方法学,提供了验证组件框架和运行需要的库文件,缩短了验证时间,提高了验证环境复用性。本文以APB-CAN控制器为研究对象完成设计和验证工作。设计部分:研究了APB总线和CAN总线的协议和传输形式;完成了控制器整体的架构设计并划分子模块;编写了RTL代码实现设计的功能。验证部分:深入研究了UVM验证方法学的结构和运行机制;制定了验证规划,根据功能文档提取验证功能点,基于UVM规划验证平台整体结构;应用System Verilog完成了各验证组件的建模并在顶层完成组件的连接,搭建完成一个拥有随机约束激励并且能够自动收集覆盖率的验证平台;根据验证功能点设计了多个测试用例,对待测设计进行充分验证。针对异常场景的测试,应用UVM的Callback机制,设计回调函数,完成异常激励注入。对于重复代码较多的寄存器模型,应用Python语言编写自动化脚本,通过读取CSV文件自动生成寄存器模型代码。本文在搭建完成验证平台的基础上,使用VCS工具进行仿真验证,运行测试用例,结合仿真报告以及仿真波形可知,信息传输符合协议和功能要求。测试用例通过后进行回归测试,合并回归测试过程中产生的覆盖率报告,整体代码覆盖率达到97.89%,功能覆盖率达到100%,符合验证预期。本文实现的验证平台能够用于集成CAN控制器的系统级验证项目,也可以在简单修改后复用至其他的CAN控制器验证项目,寄存器模型的自动化脚本可以应用于新的验证项目中的寄存器模型文件生成。
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