專利名稱：一種應用于移動存儲soc芯片的仿真驗證方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法，屬于設計驗證技術領域。
背景技術：
以半導體集成電路為代表的微電子技術的飛速發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術的先導和基石。幾年來，移動存儲產(chǎn)品由于其具有體積小，攜帶方便，成本低等特點，已經(jīng)廣泛應用于數(shù)碼相機/攝像機，手機，游戲機等電子產(chǎn)品中。基于FLASH存儲器相關的產(chǎn)品包括U盤，USB讀卡器，F(xiàn)LASH存儲卡(SD卡，MMC卡，CF卡等)等。移動存儲產(chǎn)品具有如下特點1)大多是SOC系統(tǒng)芯片，芯片中既包含硬件部分，也包含軟件部分。公都是多接口芯片，數(shù)據(jù)從一種協(xié)議層傳輸?shù)搅硗庖环N協(xié)議層?；枚忌婕暗郊嫒菪詥栴}，大容量存儲產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來源于不同種類的電子產(chǎn)品，也是不同種類的電子產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)交換的媒介。比如，U盤向上兼容USB主機，向下兼容FLASH存儲器。4)速度更快，容量更高，數(shù)據(jù)更安全是存儲產(chǎn)品的發(fā)展方向。仿真驗證技術是集成電路設計中重要的一個環(huán)節(jié)，仿真階段是在計算機上進行的，通過產(chǎn)生激勵模擬真實芯片的工作環(huán)境從而對芯片進行驗證。仿真驗證技術具有如下優(yōu)點1)能夠全面觀察被測設計的全部信號。2)能夠更真實的模擬芯片的工作環(huán)境。3)可以自由模擬各種工作環(huán)境激勵對被測設計進行驗證。對于移動存儲產(chǎn)品的仿真驗證中，一端為總線協(xié)議的功能仿真模型，另一端為存儲器的仿真模型，存儲器的仿真模型一般由工藝廠商提供或者開發(fā)者自己按照相關協(xié)議進行編寫，多為HDL硬件描述語言編寫。傳統(tǒng)仿真驗證將仿真模型集成到環(huán)境中，通過編寫測試激勵對被測設計進行仿真驗證。缺乏對兼容性的驗證，缺乏對被測設計的觀測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術解決問題是針對傳統(tǒng)仿真技術中存在的缺點，提供了一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法。采用本發(fā)明實現(xiàn)對移動存儲SOC芯片的功能驗證。本發(fā)明的技術解決方案一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法，包括以下步驟步驟1 建立存儲器模型根據(jù)被測移動存儲SOC芯片的測試目的建立存儲器模型，所述存儲器模塊為帶有時序特性的HDL仿真模型；步驟2 建立兼容性產(chǎn)生機制確定被測移動存儲SOC芯片與所述存儲器模型的指令與數(shù)據(jù)的格式，所述指令包括由被測移動存儲SOC芯片向存儲器模型發(fā)送的命令和由存儲器模型向被測移動存儲SOC 芯片發(fā)送的響應；針對指令或數(shù)據(jù)的格式，確定對指令或數(shù)據(jù)內(nèi)容的修改方式；所述修改方式包括更改、增加或縮短指令或數(shù)據(jù)格式中字段的內(nèi)容；步驟3:建立檢測點確定斷言檢測機制并建立斷言檢測點；建立覆蓋率檢測模型，所述覆蓋率檢測模型包括功能覆蓋率和代碼覆蓋率；步驟4 產(chǎn)生激勵數(shù)據(jù)進行檢測按任務形成對移動存儲SOC芯片的激勵數(shù)據(jù)；移動存儲SOC芯片根據(jù)接收的激勵數(shù)據(jù)與存儲器模型；對步驟3中建立的檢測點進行判讀，獲得對移動存儲SOC芯片的仿真驗證結(jié)果。所述斷言檢測點包括接口協(xié)議斷言檢測點，總線協(xié)議斷言檢測點，DUT功能點斷言檢測點。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明所涉及的應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法將斷言檢測點加入到驗證環(huán)境中，通過使用兼容性產(chǎn)生機制將存儲器模型快速的集成到驗證環(huán)境中，縮短了驗證的開發(fā)時間和調(diào)試時間；(2)兼容性產(chǎn)生機制是一種通用的適用于海量存儲模型的機制，可以根據(jù)不同存儲協(xié)議要求加入兼容性數(shù)據(jù)，具有復用性，接口斷言檢測點和總線斷言監(jiān)測點是針對通用接口與通用總線協(xié)議的監(jiān)測點，也具有復用性；(3)通過使用斷言編寫針對協(xié)議和DUT的檢測點，同時由于兼容性數(shù)據(jù)的加入，覆蓋率的統(tǒng)計使仿真驗證完備。


圖1為本發(fā)明流程圖；圖2為本發(fā)明仿真驗證平臺示意圖；圖3為實施例示意圖。
具體實施例方式下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步介紹。如圖1所示為本發(fā)明流程圖，包括建立存儲器模塊的步驟；建立兼容性產(chǎn)生機制的步驟；建立檢測點的步驟和產(chǎn)生激勵數(shù)據(jù)進行檢測的步驟。進一步如圖2所示，給出了采用本發(fā)明所述方法形成的仿真驗證平臺，包括激勵產(chǎn)生模塊，總線功能模型，斷言檢查器， 覆蓋率模型，存儲器模型，兼容性產(chǎn)生機制，DUT (Design Under Test)為被測移動存儲SOC
-H-· I I心片。存儲器模型由廠商提供的FLASH存儲器仿真模型，或者由開發(fā)者自己編寫的用于仿真的存儲模型。一般是帶有時序特性的HDL仿真模型。通過被測設計對存儲器模型進行讀寫等操作的仿真來檢查被測設計是否滿足存儲器的時序和功能要求。兼容性產(chǎn)生機制對于移動存儲產(chǎn)品來講，是針對某一類型的存儲器(存儲模型) 而言的，同一類型的存儲器可能由不同的廠商生產(chǎn)，其特性和功能會有所差異，同一廠商生產(chǎn)的存儲器又有不同的容量，速度，工藝等等。比如U盤的控制器針對的是FLASH存儲器， U盤的控制器要兼容1G，2G，4G等的不同廠商提供的FLASH。存儲器模型一般是存儲器初始化，讀寫數(shù)據(jù)正常流程下的功能仿真模型。對于移動存儲SOC芯片的仿真驗證來講，基于存儲器模型的仿真驗證是遠遠不能滿足兼容性要求的，這就需要有兼容性產(chǎn)生機制來滿足當前的仿真驗證。兼容性產(chǎn)生機制是通過在DUT接口與存儲器模型接口之間建立起新的通信信息從而達到仿真驗證的要求。存儲器在相同協(xié)議下的流程是基本相同的，但是時序特性是不相同的，存儲器的反應特性也是不盡相同的。兼容性問題可以歸結(jié)為DUT對錯誤狀態(tài)的處理能力和恢復機制。兼容性產(chǎn)生機制首先在保持DUT接口與存儲器模型接口的通信同步的此基礎之上，將產(chǎn)生兼容性數(shù)據(jù)在DUT和存儲模塊間進行傳輸。在兼容性產(chǎn)生機制中，根據(jù)兼容性數(shù)據(jù)的要求產(chǎn)生出相應的數(shù)據(jù)。兼容性產(chǎn)生機制可以將存儲協(xié)議層加入其中，從功能上增加其兼容特性。兼容性數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)選通的方式與原通信數(shù)據(jù)合成，產(chǎn)生出新數(shù)據(jù)發(fā)給DUT或存儲器模型。對于海量存儲器模型來說， 兼容性數(shù)據(jù)一般分為兼容性指令，兼容性響應和兼容性傳輸數(shù)據(jù)。不同的存儲器模型會有不同的指令，響應和數(shù)據(jù)格式，但相容數(shù)據(jù)的類型具有很多相似性。兼容性產(chǎn)生機制的產(chǎn)生模式包括，數(shù)據(jù)位增加，數(shù)據(jù)位縮短，數(shù)據(jù)內(nèi)容的修改和填入，數(shù)據(jù)延時，數(shù)據(jù)停止。兼容性產(chǎn)生機制也能用于總線功能模型，增強總線功能模型的激勵產(chǎn)生。斷言檢查器斷言的優(yōu)勢在于能夠很容易的對時序周期進行描述，能夠檢查錯誤發(fā)生的位置和準確仿真時間。向DUT的外部接口部分加入的斷言檢測點，用于檢查DUT的接口總線時序，同時可以對DUT的接口協(xié)議傳輸?shù)氖聞者M行檢查時是否符合協(xié)議規(guī)范和自定義的要求，并且還可以對傳輸事務歸納為功能點對功能覆蓋率進行統(tǒng)計。向DUT內(nèi)部加入的斷言檢測器，用于對其他自行設計的模塊、主控制器與其他內(nèi)部模塊的接口部分的功能進行檢測，從而可以根據(jù)獲得的斷言檢測結(jié)果幫助在仿真驗證環(huán)境中調(diào)試。斷言檢查器在設計的最初階段加入能充分利用斷言的優(yōu)勢。對于RTL代碼內(nèi)部的斷言而言，其關鍵問題是如何描述設計的屬性(抽象層次的高低)。如果抽象層次太低的話，就是對HDL語言的翻譯，并不能描述出設計意圖。而抽象層次過高的話，一旦出現(xiàn)問題又不能及時進行錯誤定位。所以抽象層既不能過高又不能過低。斷言檢測點的類型包括接口協(xié)議斷言，總線協(xié)議斷言，DUT功能點斷言。接口協(xié)議斷言涵蓋了接口協(xié)議中涉及到全部功能點，位于海量存儲SOC芯片的接口部分；總線協(xié)議斷言涵蓋了總線的數(shù)據(jù)傳輸功能點，位于海量存儲SOC芯片內(nèi)部的所使用總線傳輸?shù)牟糠?；DUT功能點斷言涵蓋了需要對DUT內(nèi)部檢測的功能點，位于DUT內(nèi)部的MCU和各個模塊中，對于海量存儲SOC芯片來講，DUT內(nèi)部檢測的功能點歸納為DUT初始化的檢測，讀寫操作檢測，讀寫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)搬運的位置檢測，內(nèi)部搬運數(shù)據(jù)的算法檢測，內(nèi)部狀態(tài)機的檢測。功能覆蓋率模型覆蓋率是系統(tǒng)實現(xiàn)行為的顯現(xiàn)。其中，代碼覆蓋率是對實現(xiàn)代碼執(zhí)行情況的統(tǒng)計，而功能覆蓋率是從規(guī)范的角度出發(fā)，對實現(xiàn)執(zhí)行的功能進行統(tǒng)計。代碼覆蓋率低而功能覆蓋率高時，應該及時修改功能覆蓋模型，映射到設計代碼或者測試平臺的斷言。代碼覆蓋率和功能覆蓋率都比較低時，應該增加測試向量，執(zhí)行更多的設計斷言。激勵產(chǎn)生模塊可以由HDL硬件描述語言或者更高級的驗證語言來編寫，是整個仿真驗證平臺的數(shù)據(jù)源頭和數(shù)據(jù)發(fā)起者，也是整個仿真驗證平臺的主控制者。激勵的數(shù)據(jù)來自對海量存儲協(xié)議的理解或者由來源于其他可靠數(shù)據(jù)?？偩€功能模型在本發(fā)明中激勵產(chǎn)生模塊輸出的激勵數(shù)據(jù)可以通過HDL接口方式或者PU接口方式傳遞給總線功能模型，總線功能模型是將由激勵產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的激勵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合DUT接口時序的數(shù)據(jù)傳遞給DUT。當DUT接收到輸入的激勵數(shù)據(jù)時，激勵產(chǎn)生模塊發(fā)起整個仿真的操作，激勵產(chǎn)生模塊將產(chǎn)生的激勵數(shù)據(jù)發(fā)送給總線功能模型，總線功能將激勵數(shù)據(jù)按照接口協(xié)議發(fā)送給 DUT,當DUT接收到輸入的激勵數(shù)據(jù)時，DUT開始解析接收的激勵數(shù)據(jù)，響應激勵產(chǎn)生模塊并對存儲模型發(fā)出相應的操作，兼容性產(chǎn)生模塊會根據(jù)配置文件對DUT與存儲器模型產(chǎn)生兼容性數(shù)據(jù)。斷言檢查器實時檢查接口協(xié)議，總線協(xié)議和DUT內(nèi)部的功能點，將斷言結(jié)果顯示出來。激勵產(chǎn)生模塊的激勵數(shù)據(jù)對DUT的操作完成后停止仿真，仿真結(jié)束后獲得覆蓋率數(shù)據(jù)。如圖3所示，利用本發(fā)明對USB2. 0讀卡器進行邏輯驗證首先，通過激勵產(chǎn)生模塊利用verilog代碼按任務包形成USB應用層的激勵數(shù)據(jù)。 通過USB總線功能模型將激勵數(shù)據(jù)按照規(guī)定的時序發(fā)送給DUT。加入斷言檢查器，USB2.0讀卡器芯片中包含有8位單片機(MCU)，USB控制器 (SIE)，SD/MMC控制器(SDHC)，存儲器管理單元(MMU)，直接存儲器訪問(DMA)，控制寄存器模塊等，各模塊通過VCI總線掛到MCU上。在仿真環(huán)境中，對軟件進行調(diào)試是很困難的，這就需要在MCU接口上加入斷言，斷言的屬性以MCU對寄存器的一次操作為單元。加入斷言可以觀察軟件對控制器內(nèi)部寄存器的讀寫情況。使軟件在仿真環(huán)境變得容易調(diào)試。斷言的屬性以狀態(tài)機的每個狀態(tài)跳轉(zhuǎn)為一次操作單元。這部分斷言是由驗證人員通過對設計人員的SPEC理解來進行編寫的，用于檢查狀態(tài)機是否按照預期進行跳轉(zhuǎn)。在UTMI和SD/MMC接口上加入斷言，用于檢查DUT是否符合協(xié)議的功能和時序要求和功能點的描述。USB接口時序斷言檢測點，是對接口的信號在時序上進行檢查，用于檢查DUT的接口部分是否滿足USB/SD/MMC的接口時序特性。USB/SD接口協(xié)議斷言檢測點，這部分斷言檢查器是與DUT的接口總線相連接的。 對DUT與功能仿真模型之間的數(shù)據(jù)交換檢查協(xié)議檢查，檢查位于USB/SD的功能協(xié)議層。讀卡器內(nèi)部總線斷言檢測點，讀卡器是MCU為控制核心的SOC芯片，芯片內(nèi)部的其他模塊通過總線協(xié)議掛接到MCU上，MCU與模塊的通信或者模塊與模塊間的通信都遵守內(nèi)部總線協(xié)議規(guī)范。讀卡器內(nèi)部模塊斷言檢測點，這部分斷言是對模塊內(nèi)部的狀態(tài)進行檢查，通過對內(nèi)部模塊的檢查，可以快速定位模塊內(nèi)部的產(chǎn)生錯誤位置。模塊斷言包括USB指令的解析， USB響應的組裝，USB包內(nèi)數(shù)據(jù)的解析與組裝，數(shù)據(jù)的搬運，SD/MMC的指令組裝，SD/MMC響應的解析，SD/MMC數(shù)據(jù)的解析與組裝，模塊內(nèi)部狀態(tài)機的檢測。存儲器模型為采用SD/MMC卡模型。兼容性產(chǎn)生機制，通過讀入控制配置文件來確定兼容性數(shù)據(jù)的產(chǎn)生位置和類型。 SD/MMC卡存儲器模型一般是存儲器初始化，讀寫數(shù)據(jù)正常流程下的功能仿真模型。對于 USB2. 0讀卡器SOC芯片的仿真驗證來講，基于SD/MMC卡存儲器模型的仿真驗證是遠遠不能滿足兼容性要求的，這就需要有兼容性產(chǎn)生機制來滿足當前的仿真驗證。兼容性產(chǎn)生機制是通過在DUT接口與SD/MMC卡存儲器模型接口之間建立起新的通信信息從而達到仿真驗證的要求。SD/MMC卡存儲器在相同協(xié)議下的流程是基本相同的，但是時序特性是不相同的， 存儲器的反應特性也是不盡相同的。兼容性問題可以歸結(jié)為DUT對錯誤狀態(tài)的處理能力和恢復機制。兼容性產(chǎn)生機制是保持DUT接口與SD/MMC卡存儲器仿真模型接口的通信同步，在此基礎之上，產(chǎn)生兼容性數(shù)據(jù)放置到接口總線上。兼容性數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)選通的方式與原通信數(shù)據(jù)合成，產(chǎn)生出新數(shù)據(jù)發(fā)給DUT或SD/MMC卡存儲器模型。將DUT與SD/MMC卡模型相接。兼容數(shù)據(jù)通過兼容性產(chǎn)生模塊的邏輯放置到接口總線上。模塊內(nèi)部有指令分析的控制端，控制接口總線的開關與閉合，在關閉的狀態(tài)下，兼容性產(chǎn)生模塊的兼容性數(shù)據(jù)不會放置到接口總線上，在開啟的狀態(tài)下，兼容性產(chǎn)生模塊根據(jù)兼容性要求將兼容性數(shù)據(jù)發(fā)送到接口總線上，接口總線上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以包含原接口總線數(shù)據(jù)和兼容性數(shù)據(jù)兩部分。兼容性數(shù)據(jù)作為兼容性產(chǎn)生模塊的輸入數(shù)據(jù)，兼容性產(chǎn)生模塊按照兼容性數(shù)據(jù)的類別在接口產(chǎn)生協(xié)議所要求的具有時序特性的數(shù)據(jù)。兼容性數(shù)據(jù)包括兼容性SD/MMC指令， 兼容性SD/MMC響應，兼容性SD/MMC數(shù)據(jù)部分。兼容性SD/MMC指令部分，兼容性產(chǎn)生模塊將接收原DUT發(fā)出的指令，同時按照兼容性SD/MMC指令的要求產(chǎn)生指令數(shù)據(jù)發(fā)送給SD/MMC存儲器模型。兼容性SD/MMC指令部分的數(shù)據(jù)包括，指令的起始位數(shù)據(jù)，指令的類別數(shù)據(jù)，指令的附加數(shù)據(jù)，指令的CRC數(shù)據(jù)，指令的結(jié)束位。兼容性SD/MMC響應部分，兼容性產(chǎn)生模塊將接收原SD/MMC存儲器模型的響應，同時按照兼容性SD/MMC響應的要求產(chǎn)生響應數(shù)據(jù)發(fā)送給DUT。兼容性SD/MMC響應部分的數(shù)據(jù)包括，響應的起始位數(shù)據(jù)，響應的類別位，響應的附加數(shù)據(jù)，響應的校驗位CRC數(shù)據(jù)，響應的結(jié)束位。兼容性SD/MMC數(shù)據(jù)部分，是指在通過SD/MMC總線的DAT數(shù)據(jù)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。這部分數(shù)據(jù)分為讀數(shù)據(jù)部分和寫數(shù)據(jù)部分，兼容性產(chǎn)生模塊按照兼容性SD/MMC數(shù)據(jù)部分的要求產(chǎn)生SD/MMC數(shù)據(jù)發(fā)送給DUT或者SD/MMC存儲器模型。兼容性SD/MMC數(shù)據(jù)部分包括， 數(shù)據(jù)的起始位，數(shù)據(jù)的位數(shù)，數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，數(shù)據(jù)的校驗位CRC，數(shù)據(jù)的結(jié)束位，數(shù)據(jù)的延時數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明應用于USB2.0讀卡器的仿真驗證中，達到快速建立仿真驗證平臺的需求，可復用等優(yōu)點，并對DUT的兼容性作了充分的仿真驗證。本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權(quán)利要求
1.一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 建立存儲器模型根據(jù)被測移動存儲SOC芯片的測試目的建立存儲器模型，所述存儲器模塊為帶有時序特性的HDL仿真模型；步驟2:建立兼容性產(chǎn)生機制確定被測移動存儲SOC芯片與所述存儲器模型的指令與數(shù)據(jù)的格式，所述指令包括由被測移動存儲SOC芯片向存儲器模型發(fā)送的命令和由存儲器模型向被測移動存儲SOC芯片發(fā)送的響應；針對指令或數(shù)據(jù)的格式，確定對指令或數(shù)據(jù)內(nèi)容的修改方式；所述修改方式包括更改、 增加或縮短指令或數(shù)據(jù)格式中字段的內(nèi)容； 步驟3 建立檢測點確定斷言檢測機制并建立斷言檢測點；建立覆蓋率檢測模型，所述覆蓋率檢測模型包括功能覆蓋率和代碼覆蓋率； 步驟4 產(chǎn)生激勵數(shù)據(jù)進行檢測按任務形成對移動存儲SOC芯片的激勵數(shù)據(jù)；移動存儲SOC芯片根據(jù)接收的激勵數(shù)據(jù)與存儲器模型；對步驟3中建立的檢測點進行判讀，獲得對移動存儲SOC芯片的仿真驗證結(jié)^ ο
2.如權(quán)利要求1所述的一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法，其特征在于 所述斷言檢測點包括接口協(xié)議斷言檢測點，總線協(xié)議斷言檢測點，DUT功能點斷言檢測點ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于移動存儲SOC芯片的仿真驗證方法。包括建立存儲器模塊的步驟；建立兼容性產(chǎn)生機制的步驟；建立檢測點的步驟和產(chǎn)生激勵數(shù)據(jù)進行檢測的步驟。采用本發(fā)明實現(xiàn)對移動存儲SOC芯片的功能驗證。
文檔編號G06F17/50GK102542110SQ20111045920
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者宋晶峰, 宗宇, 張志永, 王莉, 褚曉濱, 謝俊玲, 谷羽 申請人:中國航天科技集團公司第九研究院第七七二研究所, 北京時代民芯科技有限公司