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做FPGA项目时,如何为设计编写有效的Testbench进行仿真?除了简单的输入激励,如何构建随机化、带覆盖率收集的测试环境?

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3小时前
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我现在做FPGA项目,测试基本就是写个简单的testbench给些固定激励,看波形对不对。但感觉这样很不完善,看到IC验证都用随机的、带约束的测试。对于FPGA开发,有没有必要引入类似SystemVerilog的随机测试和功能覆盖率概念?如果需要,有没有一些轻量级的、适合FPGA工程师上手的验证方法学或库推荐?
Verilog学习ing

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这家伙真懒,几个字都不愿写!
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回答列表总数:4
  • EE学生一枚

    EE学生一枚

    从IC验证转FPGA的来答一下。我觉得关键不是工具多高级,而是思维要变:从“我测几个案例”变成“我要覆盖哪些场景”。对于FPGA工程师,如果项目不大,可以先用SystemVerilog的randomize()配合约束写testbench,再慢慢引入覆盖组(covergroup)。推荐个轻量方法:用Python或C++生成随机测试向量,通过文件或DPI传给仿真,这样不用深入SV也能享受随机化好处。另外,Vivado/Quartus的仿真器都支持代码覆盖率,打开看看哪些行没跑到,能发现很多问题。注意:随机测试环境要可复现,记得保存随机种子。功能覆盖率别一开始就追求完美,先抓主要功能点,再逐步细化。

    54分钟前
  • Verilog小白2024

    Verilog小白2024

    我刚开始也和你一样,写固定激励,后来项目复杂了发现根本测不全。FPGA项目当然有必要引入随机测试和覆盖率,尤其是协议类、数据通路类设计,靠手写案例太容易漏bug。但不用搞得太重,可以分几步走:先学SystemVerilog里简单的随机化和断言,很多FPGA工具(如Vivado、Questa)都支持SV。然后重点学受约束的随机(CRT),写几个带约束的随机类,比如数据范围、地址对齐。覆盖率可以先从代码覆盖率看起,再慢慢加功能覆盖率模型。推荐用Vivado自带的仿真器配合SV,或者用免费的Verilator+SystemC/C++写测试,轻量且灵活。注意:随机测试要配合自检查机制,不然生成了大量数据也看不出对错。

    54分钟前
  • Verilog新手笔记

    Verilog新手笔记

    从固定测试到随机测试,这个升级过程我走过,核心是要有‘测试自动化’的意识。不一定非要SystemVerilog,用纯Verilog也能搭个简易框架。

    推荐一个轻量方法:自己写个随机数生成器(用LFSR线性反馈移位寄存器就行),在testbench里生成随机激励。同时,建一个文本文件当‘日志’,每次仿真把随机种子、输入输出关键值写进去。这样,如果发现bug,你能用种子复现。

    对于覆盖率,土办法是:在testbench里设一堆`integer`计数器,比如`counter_state_A`,每次进入状态A就加1。仿真完看日志里各个计数器的值,就能知道哪些状态没跑到。虽然糙,但管用。

    等你用顺手了,再考虑用开源库,比如VUnit(VHDL/Verilog都支持)或SV的‘轻验证方法’。它们提供了测试组织、报告生成的功能,比从头造轮子省时间。关键是要迈出第一步:别只给固定值,让测试‘动’起来。

    3小时前
  • 数字IC入门

    数字IC入门

    完全有必要,而且现在很多FPGA项目复杂度不输ASIC,光靠固定测试根本测不全。痛点就是隐藏的边界条件、状态机异常跳转,固定激励很难触发。

    我的思路是,用SystemVerilog,但只取其‘验证子集’。很多FPGA工具(如Vivado、Quartus)都支持SV的基本随机化和覆盖组了。你不用搞UVM那么重。

    具体步骤:
    1. 在testbench里,用`rand`或`randc`声明随机变量,比如数据包长度、地址。
    2. 写`constraint`限制随机范围,别让它乱跑,比如`addr inside {[0:1023]}`。
    3. 功能覆盖率就定义`covergroup`,采样你关心的信号组合,比如状态机状态和输入信号的交叉覆盖。
    4. 用`assert`做即时检查,一出错就停,比看波形快多了。

    注意事项:仿真会变慢,所以随机测试次数别设太高,几百上千次能覆盖大部分情况就行。另外,FPGA综合工具可能不支持所有SV语法,写之前查一下手册,别用太偏的。

    3小时前
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