多重覆盖率导向结合断言的FPGA验证方法研究及应用
fpga验证的原理
fpga验证的原理
FPGA验证是指对FPGA芯片设计的正确性进行验证的过程。
验证的目的是确保FPGA设计的功能、时序和电气特性符合要求，以便芯片能够顺利投入使用。
FPGA验证主要包括以下几个方面：
1.功能验证：通过对FPGA设计的逻辑电路进行仿真，验证其在不同输入情况下的输出是否符合预期。
功能验证需要对设计的每个模块进行验证，并保证它们能够正确地组合起来工作。
2.时序验证：时序验证主要是通过时序约束来保证FPGA芯片在不同时钟频率和时钟相位下能够正常工作。
时序约束是指对时序路径的要求，包括最大延迟、最小延迟等。
在验证时需要对时序路径进行模拟，以确保所有路径都能够满足时序约束。
3.电气特性验证：电气特性验证是指验证FPGA芯片在不同电压、温度和工作负载下能否正常工作。
在验证时需要对FPGA芯片进行电气特性测试，以确保其能够在各种工作条件下正常工作。
在进行FPGA验证时，需要使用一系列验证工具和方法。
常用的工具包括仿真工具、时序分析工具、静态分析工具等。
验证过程需要严格按照验证计划进行，以确保验证的全面性和有效性。
同时，需要对验证结果进行分析和记录，以便后续的优化和改进。
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浅谈FPGA测试与验证方法
浅谈FPGA测试与验证方法摘要：FPG在各行各业中应用越来越广泛，其在硬件电路高度集成领域的优势越来越明显，因此FPGA 软件测试验证在产品设计开发中越来越受到重视，它保证了设计的正确性和强壮性，大大提高了FPGA的产品质量。
本文结合FPGA开发流程的特点，将测试验证流程嵌入进去，梳理了试验证流程，并阐述了FPGA测试验证方法。
关键词：FPGA测试；仿真测试0 引言FPGA（现场可编程门阵列，Field- Programmable Gate Array)是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件基础上进一步发展的产物，作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现。
随着现代电子技术的发展，对硬件电路集成度的需求越来越高，系统设计的规模也日益庞大，具备更高可集成性、可重用性、可编程设计等特点的FPGA在硬件电路设计中得到了广泛的应用。
目前，基于HDL(硬件描述语言)的综合方法是工业界普遍采用的主流设计方法，具有模块化设计、方便移植、设计灵活等优点。
随着设计需求的复杂度提高，未经验证的FPGA产品很可能提高后期硬件调试电路的复杂度，无法精确定位故障所在，潜在问题也很难发现，导致人员、时间、成本上的资源浪费。
因此为了保障最终设计产品的安全性、合规性、强壮性，对FPGA软件的工程设计进行测试验证就变得尤为重要。
1 FPGA设计开发简述目前，典型的FPGA设计是利用EDA工具针对FPGA芯片进行开发。
一般包括设计输入、功能验证、逻辑综合、实现和布局布线、时序验证、芯片编程与调试流程。
设计输入：分析设计需求，根据性能指标进行FPGA芯片选择，采用自顶向下或层次化的设计方法将所设计的系统划分功能模块，并将各个功能模块采用HDL语言进行行为级描述，实现FPGA设计向EDA工具输入的过程，此阶段可对设计添加约束。
逻辑综合：所谓综合，是指将较高级抽象层次的描述转换为低层次的描述。
即将行为级的代码语言描述编译成由与门、或门、非门、RAM、触发器等基本逻辑单元实例组成的逻辑连接网表，相对于行为级描述，门级描述可综合性更强，但在可读性、灵活性上较差，对设计人员的专业素养要求也更高。
FPGA_验证流程综述
FPGA验证流程综述张勇 陈逸韬深圳市国微电子有限公司 广东深圳 518000摘要：现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA），也被称为FPGA芯片，在通信、安防、工业等领域有着举足轻重的作用。
随着FPGA芯片的规模不断扩大、性能不断提升，其模块数量、电路网表规模、连接复杂度也随之增加。
在此趋势下，如何有效地提升大规模FPGA电路的验证效率与验证完备性变得更为重要。
一个完整的、有针对性的、结构性的验证流程方法，能更全面地对电路设计情况进行覆盖性检查，确保FPGA芯片功能的正确性。
详细叙述从底层到顶层（模块级、子系统级、全芯片级）的FPGA芯片验证方式，包括它们各自的验证方法、流程与侧重等细节，探讨了这种方式是如何帮助FPGA验证工作进行的。
关键词：FPGA芯片 验证效率 验证流程方法 全芯片级验证中图分类号：TN40;TN791文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2024)04-0020-03 An Overview of the FPGA Verification ProcessZHANG Yong CHEN YitaoShenzhen State Microelectronics Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong Province, 518000 China Abstract:The field-programmable gate array (FPGA) is also known as the FPGA chip, and it plays a crucial role in fields such as communications, security and industry. As the scale of FPGA chips continues to expand and their performance continues to improve, their number of modules, size of circuit netlists and connection complexity also increase. In this trend, how to effectively improve the verification efficiency and completeness of large-scale FPGA circuits has become more important. A complete, targeted and structured verification process method can compre⁃hensively check the coverage of circuit design and ensure the correctness of the function of FPGA chips. This paper detailedly describes the verification method of FPGA chips from the bottom layer to the top layer (module-level, subsystem-level, full chip-level), including details such as their respective verification methods, processes and em⁃phases, and explores how this method helps FPGA verification work.Key Words: FPGA chip; Validation efficiency; Validation process method; Full chip-level validation1 FPGA分层级验证1.1 验证层级分类根据验证侧重点，验证分为3个层级：模块级、子系统级与全芯片级。
FPGA验证简介
本文为特约创作，作者deve第一编验证的重要性验证，顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程，在FPGA/IC开发流程中，验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。
为了了解验证的重要性，我们先来回顾一下FPGA开发的整个流程。
FPGA开发流程和IC的开发流程相似，主要分为以下几个部分：1）设计输入，利用HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来。
2）功能验证，也就是前仿真，利用Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真，检验设计的功能是否正确；常用的仿真工具有Model Tech公司的ModelSim，Synopsys公司的VCS，Cadence公司的NC-Verilog和NC-VHDL，Aldec公司的Active HDL VHDL/Verilog HDL 等。
仿真过程能及时发现设计中的错误，加快了设计进度，提高了设计的可靠性。
3）综合，综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系（网表），并根据要求（约束条件）优化所生成的门级逻辑连接，输出edf和edn等文件，导给CPLD/FPGA 厂家的软件进行实现和布局布线。
常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的synplify /Synplify Pro、Amplify等综合工具，Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工具（Synopsys 公司将停止发展FPGA Express软件，而转到FPGA Compiler II平台），Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum等综合工具。
另外FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工具，如Xilinx ISE中的XST等。
4）布局布线，综合的结果只是通用的门级网表，只是一些门与或非的逻辑关系，与芯片实际的配置情况还有差距。
此时应该使用FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具，根据所选芯片的型号，进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。
结合断言与覆盖率为导向的验证方法
结合断言与覆盖率为导向的验证方法
褚晓滨;陆铁军;宗宇
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2008(25)11
【摘要】伴随着半导体工艺的不断发展,可以将更多的功能集成到单系统芯片上.这对传统的验证方法和验证途径提出了种种挑战.以覆盖率为导向的验证方法中,覆盖率模型是在外部通过DUT执行的功能来统计覆盖率,很难侦测到DUT内部的工作状态,存在对功能"遗漏点"的侦测.基于断言的验证方法可以将断言加入到DUT内部,通过断言覆盖加强覆盖率检测.阐述了将断言和覆盖率为导向相结合的验证方法,并用此种方法对USB2.0系统进行了验证.讨论了如何将两种验证方法有效地结合,并且通过比较覆盖率为导向的验证方法与结合断言与覆盖率为导向的验证方法的结果,说明结合断言与覆盖率为导向的验证方法提高了验证过程中的观测性,减少了验证周期.
【总页数】5页(P39-42)
【关键词】覆盖率;断言;验证方法;海量存储
【作者】褚晓滨;陆铁军;宗宇
【作者单位】北京微电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN4
【相关文献】
1.在以覆盖率为导向的验证理论中如何有效结合断言和覆盖点 [J], Richard Ho
2.多重覆盖率导向结合断言的FPGA验证方法研究及应用 [J], 杨鹏飞;付修峰
3.结合覆盖率驱动技术的RVM验证方法学在SOC验证中的应用 [J], 陈辉;申敏;刘树军
4.结合覆盖率驱动技术的RVM验证方法学在SOC验证中的应用 [J], 陈辉;申敏;刘树军
5.覆盖率导向的WTB控制器功能验证方法 [J], 姚爱红;张智钧;刘铭
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fpga在信号测试中的应用
fpga在信号测试中的应用FPGA在信号测试中的应用FPGA（Field-Programmable Gate Array）可编程门阵列是一种可编程逻辑器件，它可以在运行时被重新编程。
FPGA广泛应用于数字信号处理、嵌入式系统、视频、音频处理等领域。
在信号测试领域，FPGA也有着非常广泛的应用。
下面，我们将从几个方面来阐述FPGA在信号测试中的应用。
1.数字信号处理在数字信号处理领域，FPGA常常用来实现各种数字信号处理算法，如数字滤波、FFT、DCT等。
利用FPGA可以实现高速、实时的数字信号处理，因此它被广泛应用于高速通信、雷达、医疗、航空等领域。
2.模拟信号的数字化在信号测试领域，模拟信号是很难直接被处理的，需要将其转换为数字信号后再进行处理。
FPGA可以实现高速、高精度的模拟信号的数字化，尤其是对于超高速、超大带宽的信号，FPGA的优势更加明显。
3.信号的数字化与解码FPGA不仅可以将模拟信号数字化，还可以将数字信号解码。
举一个简单的例子，有一个8位数字信号，我们需要将它转换为3位二进制表示。
这个问题一旦被翻译成硬件描述语言，就可以使用FPGA来实现。
4.信号的采样及时域/频域特征分析信号的采样是信号测试的重要环节之一，FPGA可以对信号进行高速采样，并且实时进行时域/频域的特征分析，从而实现信号的快速检测与测试。
5.信号的处理及实时显示FPGA通常配合存储器、显示器等硬件设备一起使用，可以实现信号的预处理、实时处理和实时显示。
例如，可以将原始信号通过数字滤波的手段进行处理，再实时显示出处理后的信号波形。
这种方法可以使信号测试的效率大大提高。
综上所述，FPGA在信号测试领域的应用是非常广泛的，可以实现信号的数字化、解码、采样、特征分析和处理等多个环节，大大地提高了信号测试的效率和准确性。
基于覆盖率的集成电路验证
基于覆盖率的集成电路验证罗登富;赵建明【摘要】随着集成电路规模和复杂度的逐渐提高,百万千万门级以上的集成电路验证消耗了整个芯片开发过程大约70%的时间,不仅需要专职的团队,而且人数通常是设计团队的1.5～2倍.针对当前超大规模集成电路验证的这个瓶颈,在传统验证平台的基础上提出了代码覆盖率和功能覆盖率、随机激励与定向激励结合的验证方法.代码覆盖率确保代码的执行,功能覆盖率确保功能点的覆盖,随机与定向激励结合在验证的各个阶段有针对性地编写测试用例,三者相互结合实现高效率验证.此方法在多协议标签交换转发芯片项目中将验证时间缩短了三个月,而且问题的收敛速度加快,验证的规格更可靠.与传统的验证方法相比,此方法提高了验证效率,缩短了验证周期,增强了可靠性,对今后的项目开发有重要借鉴意义和指导意义.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)014【总页数】5页(P115-119)【关键词】芯片验证;代码覆盖率;功能覆盖率;随机激励;定向激励【作者】罗登富;赵建明【作者单位】电子科技大学,四川,成都,610054;电子科技大学,四川,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TN7100 引言伴随着超大规模集成电路规模和复杂度的不断提高，各种验证方法逐步形成并得到发展和推广。
目前，传统VLSI验证方法采用高级语言搭建验证平台(Testbench)，采用直接观察结果或自动比较器检测结果。
验证工作的结束标志是“用例执行完成，结果检测正确”。
但是，面对千万门级、功能复杂的设计，在验证的过程中常有这样的问题：是否遗漏有什么缺陷没有测试或没有测试出来；是否对已经充分验证的部分还进行冗余的验证；验证到底进行到了什么程度；还需要对哪些部分进行重点验证；多少功能规格确信可以使用；在传统的验证环境中，面对这些疑问，验证工程师很难给出满意的回答。
为了解决此问题，在传统验证平台的基础上采用代码覆盖率和功能覆盖率驱动、随机激励和定向激励结合的超大规模集成电路验证方法，以应用于多协议标签交换(MPLS)转发芯片项目。
FPGA测试配置完备性的分析评价方法
FPGA测试配置完备性的分析评价方法1. 绪论- 研究背景和意义- 相关概念和定义- 研究目的和意义2. FPGA测试配置的完备性- FPGA测试原理和流程概述- FPGA测试配置完备性的概念和定义- FPGA测试配置完备性的影响因素3. FPGA测试配置完备性的评价方法- 基于覆盖率的评价方法- 基于模拟的评价方法- 基于仿真的评价方法- 基于综合方法的评价方法4. 评价方法的实验设计和结果分析- 实验设计的思路和步骤- 实验结果的数据收集和分析- 实验结果的比较和分析5. 结论与展望- 研究工作的总结- 研究工作的不足和改进的方向- 未来研究的展望注：提纲仅供参考，具体内容可根据论文的需求和实际情况进行调整。
第一章节是论文的绪论，是整篇文章的开头，主要对论文的研究背景、意义、目的和意义进行概述和介绍。
下面将对每部分进行详细阐述。
一、研究背景和意义FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片是一种高度灵活可编程的集成电路，采用不同的架构和技术，可以被广泛应用于数字电路设计、信号处理、嵌入式系统等领域。
随着新一代FPGA芯片的问世，芯片的规模和复杂度也随之增加，需要更加细致和全面的测试来保证芯片可靠性和性能。
在FPGA测试中，测试配置是测试的重要组成部分，负责生成与设计规范相对应的测试向量序列。
然而，测试配置的完备性直接影响FPGA测试的覆盖率和可靠性，因此测试配置的完备性对于FPGA测试非常重要。
二、相关概念和定义FPGA测试配置完备性是指测试配置能否穷尽测试对象的所有测试需求，包括强制和可选的测试需求。
通常用测试向量序列的生成结果来评价测试配置的完备性。
三、研究目的和意义本论文的研究目的是针对FPGA测试配置完备性这个问题，提出一种可靠的评价方法，以提高测试覆盖率和可靠性，并为FPGA测试的标准化和一致性做出贡献。
通过本论文的研究，我们可以：1.系统地分析FPGA测试配置完备性的概念和定义，推导评价测试配置完备性的标准和方法。
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２ ０ １ ３年第 ５期
文章编号 ： １ ０ ０ ６ － ２ ４ ７ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ １ ７ ６ － ０ ５
计 算 机 与 现 代 化 Ｊ Ｉ Ｓ Ｕ Ａ Ｎ 儿Ｙ Ｕ Ｘ Ｉ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｉ Ｈ Ｕ Ａ
总第 ２ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ验证 方法研 究及 应用
ＹＡＮＧ Ｐｅ ｎ ｇ — ｆ ｅ ｉ ．Ｆ Ｕ Ｘｉ ｕ— ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ８ ５ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １ ． ５ ２ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ２ ４ ７ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ４ ２
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎｄ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ Ｃｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ — ｏ ｒ ｉ ｅ ｎｔ ｅ ｄ Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ Ａｓ ｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ＦＰＧＡ Ｖｅ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｉｏ ｔ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
杨鹏 飞 ， 付修 峰
（ 北京计算机技术及应 用研 究所 ， 北京 １ ０ ０ ８ ５ ４ ） 摘要 ： 首先介 绍多重覆 盖率导向结合断言的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ （ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍ ａ ｂ ｌ ｅ Ｇ ａ ｔ ｅ Ａ ｒ ｒ ａ ｙ ） 验证 方法 ， 然后 以 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ总线仲裁 器的 功能验证为背景 ， 制定了Ｆ Ｐ Ｇ Ａ总线仲 裁器模 块的验证策略和验证计 划 ， 并利用 多重覆 盖率导 向结合 断言的验证方 法对 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ总线仲裁器模块进行 实际验证 。实验结果表 明， 该方 法可 以有效地保证验证 的充分性 ， 缩短功能验证 的时间。 关键词 ： 覆 盖率 ； 断言 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； 验证计 划；功能验证
０ 引 言
验证工作需要回答的两个 问题是 “ Ｄ ｏ ｅ ｓ ｉ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ？ （ 它 能 工 作 吗？ ） ” 和“ Ａ ｒ ｅ ｗ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅ ？（ 我 们 做 完 了 么？ ） ” 。第一个问题属于最基本的验证概念 ， 也就是 说设 计 能否 符合 设计 者 的意 图 ； 第 二个 问题 就是 问验 证 是否 充分 和完 备 ， 验 证 是 否 达 到 收敛 ， 可 以认 为是 覆 盖率 的问题 … ， 也就是 Ｒ Ｔ Ｌ代 码 是 否 被 足 够 的 功 能 测试 数 据 验 证 过 。Ｆ Ｐ Ｇ Ａ设 计 者 可 以 通 过 详 细覆 盖率测试例来处理覆盖率 的问题 ， 得 到的覆 盖率测试例 就可以展开仿真 ］ ， 根据仿真结果 进行覆盖率 分析发 现 设计中的漏洞 。Ｆ Ｐ Ｇ Ａ验证工程师 通过对不 同的覆 盖率 分析可以得出 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ软件验证工作是否充分， 以及判断 是否需要进行下一步的仿真验证工作。