事業(yè)發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)不斷發(fā)展，更多和更復(fù)雜的功能被集成到一塊芯片上。SoC的集成度和復(fù)雜度大大提高，在IC設(shè)計(jì)中就容易引入錯誤，所以驗(yàn)證工作將變得艱巨。隨著IC設(shè)計(jì)規(guī)模的增大以及設(shè)計(jì)周期的壓縮，傳統(tǒng)驗(yàn)證技術(shù)已經(jīng)不能再滿足日益增長的驗(yàn)證需求，驗(yàn)證方法學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，目前，

　　本文目的在于為數(shù)字基帶處理單元中標(biāo)簽發(fā)送鏈路的編碼模塊搭建一個適當(dāng)?shù)�、完善的�?yàn)證平臺，用來驗(yàn)證RTL代碼的正確與否。運(yùn)用面向?qū)ο笏枷氲腢VM驗(yàn)證方法學(xué)和C語言進(jìn)行平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，它能有效地縮短驗(yàn)證周期，提高驗(yàn)證效率，加大芯片的面試可能性。

　　目前，主流的驗(yàn)證方法學(xué)有VMM、OVM和UVM。UVM基于SysteVerilog語言，具有VMM、OVM等諸多驗(yàn)證方法學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，是一套高效、開源的驗(yàn)證方法學(xué)。UVM由Accellera標(biāo)準(zhǔn)組織推出，并得到了三大主流EDA供應(yīng)商支持。

　　通用驗(yàn)證方法學(xué)（Universal Verification Methodology，UVM）是一個以SystemVerilog類庫為主體的驗(yàn)證平臺開發(fā)框架，可以利用其可重用組件構(gòu)建具有標(biāo)準(zhǔn)化層次結(jié)構(gòu)和接口的功能驗(yàn)證環(huán)境。

　�。�1）uvm_driver類：是從uvm_sequencer中獲取事務(wù)（transacTIon），經(jīng)過轉(zhuǎn)化在接口中對DUT進(jìn)行時序激勵。diver類與sequencer類之間的通信就是為了獲取新的事務(wù)對象，這一操作通過pull方式實(shí)現(xiàn)：

　�。�3）uvm_sequencer類：就像一個管道，從中傳送連續(xù)的激勵事務(wù)，并最終通過TLM端口送至driver一側(cè)。

　�。�8）uvm_test：是驗(yàn)證環(huán)境的唯一入口，只有通過它才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)uvm的phase機(jī)制。

　　圖2中的DUT實(shí)現(xiàn)了FM0和Miller副載波調(diào)制編碼。在ISO/IEC18000-6C協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)簽發(fā)送鏈路主要采用是FM0編碼和Miller編碼。編碼方式的選擇由m［1:0］來決定，只有當(dāng)m值為2′b00時才會選擇FM0編碼，m為2′b01、2′b10、2′b11時選擇Miller編碼。

　　FM0編碼是通過電平翻轉(zhuǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)編碼，數(shù)據(jù)碼元-0和-1翻轉(zhuǎn)的次數(shù)不同。碼元-0在碼元周期中間會發(fā)生一次電平翻轉(zhuǎn)，而碼元-1只在每個碼元起始處發(fā)生電平翻轉(zhuǎn)。從圖3所示FM0編碼的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖可以看出FM0編碼的碼元-0和-1的波形，而且在FM0編碼結(jié)束后需要在碼元數(shù)據(jù)的尾端添加結(jié)束標(biāo)志，結(jié)束標(biāo)志會以固定碼流來結(jié)束。碼元波形和結(jié)束符如圖4所示。

　　Miller編碼又稱為副載波調(diào)制編碼，也是通過電平翻轉(zhuǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)編碼。編碼方式和狀態(tài)跳轉(zhuǎn)如圖5所示。

　　根據(jù)Miller編碼規(guī)則，按照m［1:0］值不同，每個數(shù)據(jù)可能被編碼成4位、8位16位碼元。如果m值為01，對應(yīng)M值為2，每個數(shù)據(jù)編碼為4位碼元；m值為10，對應(yīng)M值為4，每個數(shù)據(jù)編碼為8位碼元；m值為11，對應(yīng)M值為8，每個數(shù)據(jù)編碼為16位碼元。Miller編碼序列如圖6所示，每個編碼序列分別對應(yīng)M值為2、4、8。由圖可知數(shù)據(jù)編碼時，只有在數(shù)據(jù)-0和-0邊界電平不發(fā)生翻轉(zhuǎn)跳變以外其他數(shù)據(jù)邊界處都會發(fā)生電平的翻轉(zhuǎn)跳變。

　　與FM0編碼類似，Miller除了采用電平翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)編碼外，編碼結(jié)束后在數(shù)據(jù)的尾部同樣需要添加結(jié)束標(biāo)志。FM0采用固定碼流作為結(jié)束標(biāo)志，即保持持續(xù)碼元電平。但是Miller編碼的結(jié)束標(biāo)志相對會復(fù)雜一些，如圖7所示。

　　設(shè)計(jì)FM0編碼的C_Model。模型輸入包括了m參數(shù)、data，輸出編碼后數(shù)據(jù)及編碼后的數(shù)據(jù)長度。首先需要將數(shù)據(jù)讀入模型，根據(jù)數(shù)據(jù)電平編碼。編碼算法主要設(shè)置一個變量data_tmp，在編碼開始時設(shè)置為1，如果是編碼-0，則輸出碼元~data_tmp和data_tmp，data_tmp值保持不變。如果是編碼-1，則輸出碼元~data_tmp和~data_tmp，data_tmp值取反。通過不斷更新data_tmp值來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼輸出，編碼完成后添加結(jié)束標(biāo)識符。

　　設(shè)計(jì)Miller副載波調(diào)制編碼的C_Model，模型輸入包括了m參數(shù)、data，結(jié)合副載波調(diào)制類型和數(shù)據(jù)類型，將編碼后的數(shù)據(jù)及長度輸出，另外，由于Miller前同步碼最后一位碼元電平為低，因此其初始data_tmp應(yīng)為0，結(jié)合m的值進(jìn)行編碼，編碼完成后添加結(jié)束標(biāo)識符。

　　環(huán)境搭建完畢后用QuestaSim進(jìn)行仿真驗(yàn)證，根據(jù)輸出的波形和驗(yàn)證信息比較DUT功能的正確與否，并查看輸出的功能覆蓋率來檢測各功能點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)狀況。

　　由圖9所示可以發(fā)現(xiàn)，UVM計(jì)分板中顯示驗(yàn)證通過，DUT的輸出和模型的輸出是一致的，DUT的設(shè)計(jì)滿足功能實(shí)現(xiàn)。

　　由圖10可知，m=0時，執(zhí)行FM0編碼，m=1時，即執(zhí)行miller編碼，每個數(shù)據(jù)分別編碼為2和4個碼元，由圖可知：m=0，data=3′b000，得到編碼后的數(shù)據(jù)為01010100，數(shù)據(jù)長度為8位，最后2位是結(jié)束標(biāo)識符00，根據(jù)FM0編碼原則結(jié)果是正確的；而m=1，data=3′111，得到的編碼后數(shù)據(jù)為1001_0110_1001_0110，數(shù)據(jù)長度為16位，最后4位0110是結(jié)束標(biāo)識符，根據(jù)miller編碼原則結(jié)果是正確的。

　　圖12是一個由覆蓋率驅(qū)動并且受約束的隨機(jī)分層測試平臺所產(chǎn)生的整個FM0、Miller編碼仿真波形圖，由圖可見，平臺跑了很多個testcase。

　　圖13描述此DUT的功能覆蓋率，F(xiàn)M0編碼以及Miller編碼的3種模式都覆蓋到了，各功能點(diǎn)的覆蓋率達(dá)到了100%。

　　UVM驗(yàn)證方法學(xué)作為目前主流的IC驗(yàn)證方法學(xué)，盡管在前期搭建驗(yàn)證平臺的的時間較長，但是執(zhí)行效率很高，可以縮短整個研發(fā)的驗(yàn)證時間。本文介紹了基于DPI-C接口和UVM相結(jié)合的驗(yàn)證環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了C程序與基于UVM環(huán)境的接口對接，使用受約束的隨機(jī)激勵以及覆蓋率驅(qū)動，使驗(yàn)證平臺中程序開發(fā)方便且調(diào)試方便，縮短了驗(yàn)證周期，保證了驗(yàn)證的完備性，有效地縮短了驗(yàn)證周期，提高了驗(yàn)證效率，加大了芯片的面試可能性。

　�。�4］ 克里斯·斯皮爾.SystemVerilog驗(yàn)證［M］。張春，譯。北京：科學(xué)出版社，2009.

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