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数字IC验证工程师,在项目中如何有效地编写‘覆盖率驱动’的测试用例,而不仅仅是随机测试?

嵌入式入门生小陈嵌入式入门生小陈
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10小时前
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学习UVM时,知道覆盖率驱动验证(CDV)是高级方法。但在实际项目中,我发现很多时候测试用例的编写还是有点盲目,随机约束虽然能产生大量测试,但感觉效率不高,有些边界情况总是覆盖不到。想请教有经验的验证工程师,你们是如何规划和分析功能覆盖点的?如何根据设计规格(Spec)和可能存在的漏洞,有针对性地编写定向测试序列或调整随机约束权重?有没有一些实用的技巧或工具(比如覆盖率分析报告的重点查看部分)可以分享,让验证工作更系统、更高效?
嵌入式入门生小陈

嵌入式入门生小陈

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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  • Verilog代码狗

    Verilog代码狗

    简单直接分享几个实用技巧吧。

    1. 从 Spec 到覆盖点:用荧光笔把 Spec 里所有带“如果”、“当...时”、“必须”、“应该”的句子标出来。这些几乎都是覆盖点的候选。

    2. 编写测试序列:先搭一个基础的随机序列框架,然后像做菜一样“加料”。针对你想覆盖的某个点,在序列里插入一些定向的“动作”。比如,在普通的随机读写序列中,突然插入一个背靠背写操作去冲击 FIFO 满的情况。这种混合序列效率很高。

    3. 分析报告:重点看“覆盖漏洞”(coverage holes)。现在的仿真工具都能列出未覆盖的仓(bin)。逐个分析这些仓为什么没覆盖到。是因为约束太强?还是序列根本没产生这种场景?然后对症下药。

    4. 工具使用:学会用覆盖率排除(exclude)功能。有些代码或覆盖点确实是不需要覆盖的(比如 legacy code 或 error handling 的死代码),及时排除掉,让报告更干净,聚焦真正的问题。

    总之,别让测试用例盲目跑。每个测试最好都有一个主要覆盖目标,在测试注释里写清楚。这样回归测试失败时,也容易定位问题。

    10小时前
  • FPGA探索者

    FPGA探索者

    我觉得核心是要理解设计的“意图”和可能的“漏洞”。看 Spec 不能只看字面意思,要想想设计者为什么这么定义,以及在实际硅片中可能出问题的地方(比如亚稳态、时序违例、资源冲突)。基于这些理解去定义覆盖点。

    举个例子,一个仲裁器,Spec 说按优先级仲裁。那覆盖点就不能只是“所有请求源都被服务过”,还要交叉覆盖“多个高优先级请求同时到来时的处理顺序”、“低优先级请求被持续饿死的情况”(这可能需要超长序列来覆盖)。这些 Spec 可能没明说,但却是验证工程师的价值所在。

    编写测试时,我会用 SystemVerilog 的约束控制(constraint control)和随机化方法(randomize() with {})来动态调整权重。比如,当某个覆盖点一直没达到,我就在测试序列里动态地提高相关约束的权重。也可以写一些回调函数(callback),在特定事件发生后,修改随机对象的约束条件。

    避免的坑:不要过度追求 100% 覆盖率,尤其是交叉覆盖,可能组合爆炸。要优先保证重要功能的覆盖。另外,确保覆盖点采样条件精确,避免在无效周期采样导致虚假的高覆盖率。

    10小时前
  • 电子工程学生

    电子工程学生

    从项目管理的角度说,验证要系统化。我们团队会先做验证计划评审,把 DUT 的接口、功能、性能、异常情况都列出来,并给每个点分配一个覆盖点编号。这样,后期追踪覆盖率时,可以直接对应回需求,知道哪个功能没验到。

    编写测试用例时,我们强调“场景化”。不是单纯发随机数据,而是构建真实的应用场景,比如一个完整的 PCIe 传输事务、一个图像处理流水线的完整帧处理。在这些场景里,关键参数(比如数据包大小、延迟、错误注入)用随机约束,但场景骨架是定向的。这样既能保证关键路径被验证,又能利用随机性发现意想不到的问题。

    覆盖率分析报告,我们不光看代码覆盖率和功能覆盖率,还特别关注断言覆盖率。有时候功能覆盖到了,但断言没触发,说明场景可能没真正激活设计内部的某些检查点。工具上,Verdi 的覆盖率融合分析功能挺好用,可以把代码覆盖和功能覆盖关联起来看,快速定位为什么某个功能点没覆盖(是代码没执行到,还是执行了但条件不对)。

    10小时前
  • 数字系统入门

    数字系统入门

    别把随机测试和覆盖率驱动对立起来。其实高效的 CDV 是两者结合。我的做法是:先基于 Spec 和架构文档,列出所有需要覆盖的功能场景(可以做成 Excel 或 Confluence 页面)。然后编写验证计划,把每个场景映射到具体的 covergroup 和 coverpoint。

    在写测试用例时,我会先跑 broad 的随机测试,权重设得比较均匀,目的是探索空间。然后分析覆盖率报告,找出 holes。这时候,不是急着写定向测试,而是先调整随机约束的权重或增加新的约束,让随机测试能更“智能”地往那个方向靠。比如,如果发现深度为 0 的包没测到,就在随机包长约束里增加 weight=10 给 0 长度的约束。定向测试只用于那些随机确实很难触发的 corner case,比如需要非常精确的时序配合的场景。

    一个小技巧:善用覆盖组的触发(trigger)和采样(sample)条件,确保数据在正确的时间点被采集,避免误覆盖或漏覆盖。

    10小时前
  • 单片机爱好者

    单片机爱好者

    我刚开始做验证时也这样,觉得随机测试就是跑个几千次总能覆盖到。后来发现完全不是那么回事。我的经验是,先把 Spec 里所有功能点拆成一个个小目标,比如“FIFO 满时写操作的反应”、“中断优先级冲突处理”这种。然后针对每个小目标写专门的覆盖组(covergroup),定义好覆盖点(coverpoint)和交叉覆盖(cross)。这样跑仿真时,就能清楚地看到哪些点没覆盖到,而不是只看整体覆盖率数字。

    定向测试序列我一般会在随机测试跑完一轮,覆盖率卡住的时候再写。比如发现某个状态机跳转路径没覆盖,就写个定向序列去触发它。工具上,VCS 或 Questa 的覆盖率报告里,我会重点看那些覆盖率为 0 的覆盖点和交叉项,这些就是下一步要攻克的难点。

    10小时前
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