專利名稱：芯片仿真系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大規(guī)模邏輯電路的芯片仿真領域，特別涉及一種芯片仿真系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著半導體芯片工藝水平的不斷發(fā)展，芯片電路越來越復雜，經(jīng)常達到百萬門以 上的規(guī)模；同時，對芯片質量和上市時間的要求也越來越高。這樣，芯片的功能仿真就顯得 更加重要。在FPGA/ASIC等大規(guī)模邏輯電路的芯片功能仿真驗證過程當中，仿真花費的時間 以及仿真平臺搭建的效率是一個關鍵問題。硬件系統(tǒng)邏輯電路模型通常需要與參考模型 (RM,Reference Model)或者其它芯片模型進行數(shù)據(jù)交換和通信，整個仿真系統(tǒng)瓶頸通常限 制在仿真時間、驗證向量的構建執(zhí)行上。目前，在大規(guī)模邏輯電路功能仿真當中，主要有兩種方法一種是直接基于寄存器 傳輸級(RTL，Register Transfer Level)進行測試環(huán)境的搭建，測試環(huán)境的構建基于硬件 描述語 目(HDL, Hardware Description Language)進行；例如，總線功能模型(BFM，Bus Function Model)、RM、激勵器和被測試設計功能體 (DUT,Design Under Test) 一樣基于HDL語言進行開發(fā)，相互通信比較簡單，基于HDL中的
接口直接通信。另一種方法抽象級別比較高，使用高級語言進行建模，與DUT的通信直接使用可 編程語言接口(PLI，Programming Language Interface)或者直接編程接口(DPI，Direct Programming Interface)進行通信；例如，冊、激勵器使用高級語言進行開發(fā)；BFM基于HDL，冊、激勵器與BFM的接口 通過PLI或者DPI進行。但是在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術的缺陷在于第一種方法中，測 試向量構造復雜，RM編寫復雜；并且，由于完全基于RTL級別仿真，仿真速度慢，且自動化測 試困難。而第二種方法中，在軟硬件的聯(lián)合仿真中解耦性差，由于基于集中式仿真，在大規(guī) 模的芯片仿真當中，速度越來越慢，不足以支持不斷增長的測試向量；另外，由于通信問題， 難以支持多芯片聯(lián)合仿真，仿真效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種芯片仿真系統(tǒng)及方法，目的在于實現(xiàn)軟硬件的解耦，提高 仿真速度。為達到上述目的，本發(fā)明實施例提供一種芯片仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括客戶端，包括被測試設計功能體；客戶端向服務器端發(fā)送請求；在接收到服務器 端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)測試向量完成業(yè)務仿真；
服務器端，包括測試向量庫；服務器端根據(jù)客戶端的請求從測試向量庫中選擇對 應的測試向量，并向客戶端發(fā)送。本發(fā)明實施例還提供一種芯片仿真方法，所述方法包括客戶端向服務器端發(fā)送 請求；服務器端根據(jù)請求在測試向量庫中選擇對應的測試向量，并向客戶端發(fā)送；客戶端 在接收到服務器端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)所述測試向量完成業(yè)務仿
直
ο本發(fā)明實施例的有益效果在于，通過將被測試設計功能體和測試向量庫分布在客 戶端和服務器端，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率；并且，測試向量 和參考模型構造簡單，可以很好地支持自動化測試和多芯片仿真。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發(fā)明的限定。在附圖中圖1是本發(fā)明實施例的芯片仿真系統(tǒng)的構成示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的客戶端的構成示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的客戶端為多個的結構實例圖；圖4是本發(fā)明實施例的芯片仿真方法的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖對本發(fā)明實施 例作進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為 對本發(fā)明的限定。本發(fā)明實施例提供一種芯片仿真系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括客戶端101和 服務器端102 ；其中，客戶端101包括被測試設計功能體；客戶端101向服務器端102發(fā)送請求；在接收 到服務器端102發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)測試向量完成業(yè)務仿真；服務器端102包括測試向量庫；服務器端102根據(jù)客戶端101的請求從測試向量 庫中選擇對應的測試向量，并向客戶端101發(fā)送。例如，客戶端101的請求中可以包括被測試設計功能體的類型，該類型對應一組 測試向量；服務器端102可根據(jù)該類型在測試向量庫中查找到該組測試向量后，發(fā)送給客 戶端。但不限于此，客戶端101的請求中還可包括組合查詢條件，服務器端根據(jù)該組合查詢 條件選擇對應的測試向量。以上僅為示意性說明，可根據(jù)實際情況確定具體的實施方式。進一步地，服務器端102還可包括參考模型。并且，在被測試設計功能體根據(jù)測試 向量完成業(yè)務仿真之后，客戶端101向服務器端102發(fā)送業(yè)務仿真的結果；服務器端102接 收到該結果后，將該結果與參考模型進行比對，實現(xiàn)功能驗證。在本實施例中，測試向量庫中的測試向量是相互關聯(lián)的，可以按照配置要求隨機 組合，可以非常方便的進行功能覆蓋率的收集以及完善。而傳統(tǒng)的測試方法中，每個測試向 量是相對獨立的，主要內(nèi)容是芯片測試功能點的激勵數(shù)據(jù)，各個測試向量覆蓋的功能點可 能存在重復；因此，影響測試效率以及功能覆蓋率的收集。
由上述實施例可知，通過將被測試設計功能體和測試向量庫分布在客戶端和服務 器端，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率。并且，客戶端和服務器端是 相互獨立的，可以分別由軟件人員和硬件人員進行獨立開發(fā)。具體地，如圖2所示，客戶端101還包括總線功能模型202、適配層203和激勵器 204 ；其中，適配層203根據(jù)被測試設計功能體201的請求，通過激勵器204向服務器端101 發(fā)送請求；激勵器204在接收到服務器端102發(fā)送的測試向量后，通過適配層203下發(fā)給總 線功能模型202 ；總線功能模型202接收到適配層203下發(fā)的測試向量后，將測試向量轉換成芯片 接口時序并下發(fā)給被測試設計功能體201 ；被測試設計功能體201根據(jù)芯片接口時序進行 業(yè)務仿真；以及總線功能模型202接收被測試設計功能體201輸出的結果后，將結果通過適配層 203和激勵器204向服務器端102發(fā)送。在本實施例中，客戶端101可以為多個，每個客戶端101中可以有多個總線功能模 型202和/或適配層203，圖3為本發(fā)明實施例中客戶端為多個的結構實例圖。如圖3所示， 服務器端可包括測試向量庫和參考模型，可采用高級語言、通過軟件系統(tǒng)實現(xiàn)；客戶端可包 括被測試設計功能體、總線功能模型、適配層、激勵器和檢測數(shù)據(jù)區(qū)，可通過硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。在本實施例中，進一步地，每個客戶端中的被測試設計功能體為芯片中的一個模 塊。服務器端統(tǒng)一調度多個客戶端的請求，實現(xiàn)芯片的各模塊單元測試。例如，整個芯片硬件系統(tǒng)可以分成多個子模塊，每個子模塊充當一個客戶端。這 樣，多個客戶端可以分別和服務器端進行通信，由服務器端分析各個客戶端的請求，統(tǒng)一進 行調度，再與其它客戶端進行交互。其中，可以使用公平輪詢或者帶優(yōu)先級權重的調度方 式。而每個客戶端可以屬于網(wǎng)絡上的任何一臺主機或者服務器。這樣，系統(tǒng)就可以快 速的支持大規(guī)格芯片的各模塊的單元測試，快速檢測各個模塊處理是否正確。在本實施例中，進一步地，每個客戶端中的被測試設計功能體為一個芯片；服務器 端統(tǒng)一調度多個客戶端的請求，實現(xiàn)多芯片的聯(lián)合仿真。例如，被測試設計功能體為一個芯片，各個芯片系統(tǒng)可以布局在不同的網(wǎng)絡資源 上(例如，不同主機或者服務器)，通過與服務器端進行通信，由服務器端進行統(tǒng)一調度管 理，實現(xiàn)芯片之間的仿真通信。這樣，可以在板級驗證多個芯片的處理方式是否一致，從而 達到單板級別的仿真需求。由此，解決了多芯片仿真系統(tǒng)之間通信繁瑣、多芯片聯(lián)合仿真困難的問題，提高了 芯片投片成功的機會。并且，各個芯片系統(tǒng)可以布局在不同的網(wǎng)絡資源上，從而可以利用各 個網(wǎng)絡資源來加快仿真速度，克服了單一網(wǎng)絡資源慢的問題。在本實施例中，進一步地，服務器端102可以根據(jù)網(wǎng)絡的資源分配情況進行監(jiān)控 和調度，優(yōu)化網(wǎng)絡的整體運行。具體地，服務器端實現(xiàn)各個客戶端的通信調度。由于各個客戶端與服務器端、以及 其它各個客戶端可能需要通信，這樣，服務器端需要進行調度?？梢愿鶕?jù)整個網(wǎng)絡的資源分 配情況，進行監(jiān)控和調度，從而使整個網(wǎng)絡整體運行最優(yōu)，具體算法可采用帶優(yōu)先級權重輪詢調度算法。優(yōu)選地，客戶端101進行一次初始化和配置操作，無須重復進行硬件系統(tǒng)初始化 以及相同表項的配置。在本實施例中，測試用例存在于測試向量庫，與客戶端101的硬件系統(tǒng)是相互獨 立，每次運行通過參數(shù)配置從測試向量庫中對測試用例進行選擇執(zhí)行。由于測試向量和被 測試設計功能體是獨立的，在仿真過程當中，各個客戶端的硬件系統(tǒng)可以一直運行，可以不 隨某一個測試用例執(zhí)行完畢而停止。這樣，客戶端101中硬件系統(tǒng)的初始化、各種配置操作可以只進行一次，每個測試 用例都可以在當前系統(tǒng)上執(zhí)行，不用每次執(zhí)行一個測試用例都需要重新下發(fā)配置和初始 化。由此，一旦仿真系統(tǒng)啟動之后，客戶端的硬件系統(tǒng)可以不用停止，只需操作服務器 端的測試向量庫，即可不斷進行測試。因此，解決了通常仿真過程當中，不同測試向量切換 需要重新啟動仿真環(huán)境的問題，從而減少了硬件系統(tǒng)初始化、配置初始化等仿真時間，可以 大量節(jié)省仿真時間，提高了仿真效率。特別是在大量測試用例回歸的應用當中，節(jié)省大量的 回歸時間，可以提高仿真效率達到2倍以上。在本實施例中，進一步地，總線功能模型202可以通過可編程語言接口或者直接 編程接口擴展系統(tǒng)函數(shù)。例如，測試過程當中需要實時進行一些數(shù)學運算，可以通過在軟件系統(tǒng)中快速實 現(xiàn)。當仿真環(huán)境循環(huán)調用此系統(tǒng)函數(shù)的時候，作為客戶端可不斷向服務器端發(fā)起運算請求， 服務器端通過調用軟件實現(xiàn)的運算函數(shù)來回應。這樣，可以做到隨仿真時間的進行而實時 響應硬件系統(tǒng)的運算需求。在本實施例中，可以使用C/S或者B/S結構，但不限于此，還可以根據(jù)實際情況采 用其他結構。以C/S結構為例，服務器端可以使用tcl，peal，python，c++/c或者system c等腳 本與建模語言實現(xiàn)，適用于測試向量的構建與軟件建模?？蛻舳诉m配層可以使用C++/C實 現(xiàn)?？蛻舳撕头掌鞫酥g通過socket套接字實現(xiàn)通信，既考慮到解耦性，也考慮到軟件 聯(lián)合仿真的實際需求。由上述實施例可知，通過將被測試設計功能體和測試向量庫分布在客戶端和服務 器端，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率；并且，測試向量和參考模型 構造簡單，可以很好地支持自動化測試和多芯片仿真。本發(fā)明實施例還提供一種芯片仿真方法，如圖4所示，所述方法包括步驟401，客戶端向服務器端發(fā)送請求；步驟402，服務器端根據(jù)請求在測試向量庫中選擇對應的測試向量，并向客戶端發(fā) 送；步驟403，客戶端在接收到服務器端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)測 試向量完成業(yè)務仿真。進一步地，如圖4所示，該方法還可包括步驟404，客戶端向服務器端發(fā)送業(yè)務仿真的結果；步驟405，在接收到客戶端發(fā)送的結果后，服務器端將結果與參考模型進行比對，實現(xiàn)功能驗證。通過上述方法，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率。并且，客 戶端和服務器端是相互獨立的，可以分別由軟件人員和硬件人員進行獨立開發(fā)。在本實施例中，在步驟401實施時，具體可以包括客戶端的適配層根據(jù)被測試設 計功能體的請求，通過激勵器向服務器端發(fā)送請求；在步驟403實施時，具體可以包括客戶端的激勵器在接收到服務器端發(fā)送的測 試向量后，通過適配層下發(fā)給所述總線功能模型；總線功能模型將測試向量轉換成芯片接口時序并下發(fā)給被測試設計功能體；被測 試設計功能體根據(jù)芯片接口時序進行業(yè)務仿真。進一步地，總線功能模型可以不斷的監(jiān)聽是否有指令從適配層下發(fā)，如果有，則把 測試向量指令翻譯成芯片接口時序關系，激發(fā)芯片的接口時序；如果沒有，則繼續(xù)監(jiān)聽。在步驟404實施時，具體可以包括總線功能模型接收被測試設計功能體輸出的 結果，將結果通過適配層和激勵器向服務器端發(fā)送。在本實施例中，進一步地，客戶端為多個，每個客戶端中的被測試設計功能體為芯 片中的一個模塊；服務器端統(tǒng)一調度多個客戶端的請求，實現(xiàn)芯片的各模塊單元測試。在本實施例中，進一步地，客戶端為多個，每個客戶端中的被測試設計功能體為一 個芯片；服務器端統(tǒng)一調度多個客戶端的請求，實現(xiàn)多芯片的聯(lián)合仿真。在本實施例中，進一步地，服務器端根據(jù)網(wǎng)絡的資源分配情況進行監(jiān)控和調度，優(yōu) 化網(wǎng)絡的整體運行。在本實施例中，進一步地，客戶端進行一次初始化和配置操作。在本實施例中，進一步地，總線功能模型通過可編程語言接口或者直接編程接口 擴展系統(tǒng)函數(shù)。由上述實施例可知，通過將被測試設計功能體和測試向量庫分布在客戶端和服務 器端，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率；并且，測試向量和參考模型 構造簡單，可以很好地支持自動化測試和多芯片仿真。本領域普通技術人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各 示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現(xiàn)，為了清楚地 說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及 步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束 條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這 種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的 軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器 (ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術領域 內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質中。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步 詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種芯片仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括客戶端，包括被測試設計功能體；所述客戶端向服務器端發(fā)送請求；在接收到所述服 務器端發(fā)送的測試向量后，所述被測試設計功能體根據(jù)所述測試向量完成業(yè)務仿真；服務器端，包括測試向量庫；所述服務器端根據(jù)所述客戶端的請求從所述測試向量庫 中選擇對應的測試向量，并向所述客戶端發(fā)送。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務器端還包括參考模型； 所述客戶端向所述服務器端發(fā)送業(yè)務仿真的結果；所述服務器端接收到所述結果后，將所述結果與所述參考模型進行比對，實現(xiàn)功能驗證。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端具體還包括總線功能模型、 適配層和激勵器；所述適配層根據(jù)所述被測試設計功能體的請求，通過所述激勵器向所述服務器端發(fā)送 請求；所述激勵器在接收到所述服務器端發(fā)送的測試向量后，通過所述適配層下發(fā)給所述 總線功能模型；所述總線功能模型接收到所述適配層下發(fā)的測試向量后，將所述測試向量轉換成芯片 接口時序并下發(fā)給所述被測試設計功能體；所述被測試設計功能體根據(jù)所述芯片接口時序 進行業(yè)務仿真；以及所述總線功能模型接收所述被測試設計功能體輸出的結果后，將所述結果通過所述適 配層和激勵器向所述服務器端發(fā)送。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端為多個，每個客戶端中的 所述被測試設計功能體為芯片中的一個模塊；所述服務器端統(tǒng)一調度所述多個客戶端的請求，實現(xiàn)芯片的各模塊單元測試。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶端為多個，每個客戶端中的 所述被測試設計功能體為一個芯片；所述服務器端統(tǒng)一調度所述多個客戶端的請求，實現(xiàn)多芯片的聯(lián)合仿真。
6.一種芯片仿真方法，其特征在于，所述方法包括 客戶端向服務器端發(fā)送請求；所述服務器端根據(jù)所述請求在測試向量庫中選擇對應的測試向量，并向所述客戶端發(fā)送；所述客戶端在接收到所述服務器端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)所述測 試向量完成業(yè)務仿真。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，在被測試設計功能體根據(jù)所述測試向量 完成業(yè)務仿真之后，所述方法還包括所述客戶端向所述服務器端發(fā)送業(yè)務仿真的結果；在接收到所述客戶端發(fā)送的結果后，所述服務器端將所述結果與參考模型進行比對， 實現(xiàn)功能驗證。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述客戶端向服務器端發(fā)送請求，具體包 括所述客戶端的適配層根據(jù)所述被測試設計功能體的請求，通過激勵器向所述服務器端 發(fā)送請求；所述客戶端在接收到所述服務器端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)所述測 試向量完成業(yè)務仿真，具體包括所述客戶端的激勵器在接收到所述服務器端發(fā)送的測試 向量后，通過所述適配層下發(fā)給所述總線功能模型；所述總線功能模型將所述測試向量轉 換成芯片接口時序并下發(fā)給所述被測試設計功能體；所述被測試設計功能體根據(jù)所述芯片 接口時序進行業(yè)務仿真；所述客戶端向所述服務器端發(fā)送業(yè)務仿真的結果，具體包括所述總線功能模型接收 所述被測試設計功能體輸出的結果，將所述結果通過所述適配層和激勵器向所述服務器端 發(fā)送。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述客戶端為多個，每個客戶端中的所 述被測試設計功能體為芯片中的一個模塊；則所述服務器端統(tǒng)一調度所述多個客戶端的請 求，實現(xiàn)芯片的各模塊單元測試；或者每個客戶端中的所述被測試設計功能體為一個芯片；則所述服務器端統(tǒng)一調度所 述多個客戶端的請求，實現(xiàn)多芯片的聯(lián)合仿真。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述總線功能模型通過可編程語言接口 或者直接編程接口擴展系統(tǒng)函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種芯片仿真系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括客戶端，包括被測試設計功能體；客戶端向服務器端發(fā)送請求；在接收到服務器端發(fā)送的測試向量后，被測試設計功能體根據(jù)測試向量完成業(yè)務仿真；服務器端，包括測試向量庫；服務器端根據(jù)客戶端的請求從測試向量庫中選擇對應的測試向量，并向客戶端發(fā)送。通過本發(fā)明實施例，可以實現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的解耦，提高仿真速度和仿真效率；并且，測試向量和參考模型構造簡單，可以很好地支持自動化測試和多芯片仿真。
文檔編號G06F11/26GK102141951SQ201010560259
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2010年11月25日
發(fā)明者李廣 申請人:華為技術有限公司