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使用SystemVerilog的‘覆盖率驱动验证’方法,如何为一个大而复杂的SoC模块(比如一个DDR控制器)定义功能覆盖点(coverpoint)和交叉覆盖(cross)?

电子工程学生电子工程学生
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1天前
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在学习UVM和覆盖率驱动验证。对于简单的模块,知道怎么定义coverpoint。但面对一个复杂的IP,比如DDR控制器,它有多种工作模式、时序参数、命令组合。感觉千头万绪,不知道从哪里下手去定义覆盖点才能既全面又不冗余。有没有什么方法论或者checklist可以参考?
电子工程学生

电子工程学生

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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回答列表总数:5
  • 芯片测试初学者

    芯片测试初学者

    哥们,我刚搞完一个PCIe控制器的覆盖,和你这情况类似。说点实在的步骤和踩过的坑。

    首先,方法论上可以借鉴V计划(V-model)的思想,从验证计划(verification plan)倒推覆盖点。你的验证计划里应该列出了所有需要测试的场景(scenario),把这些场景分解成具体的功能点,每个功能点对应到covergroup或coverpoint。这样能保证覆盖点和测试目标对齐,避免为了覆盖而覆盖。

    具体到DDR控制器,我建议从接口和状态机入手。

    接口覆盖:DDR控制器一定有AXI或AHB之类的用户接口,和DFI之类的PHY接口。在接口上定义coverpoint,比如AXI接口的burst类型、size、地址对齐情况、outstanding数量等。PHY接口上覆盖各种命令码、bank地址、行列地址的切换。这些是控制器与外界交互的“语言”,必须覆盖全。

    内部状态机覆盖:这是核心。把控制器的核心状态机(比如初始化FSM、命令仲裁FSM、刷新管理FSM)的状态和状态迁移作为coverpoint。确保状态机所有状态都被访问过,所有合理的迁移路径都被触发过。这个往往能发现一些深藏的bug。

    交叉覆盖的实用技巧:别一开始就搞大交叉。先让单个coverpoint的覆盖率上去。然后分析覆盖报告,看看有没有哪些coverpoint的组合是仿真从来没碰到过的。针对这些“空白区域”,再有目的地设计一些定向测试或者增加约束随机的权重,或者补充一些交叉coverpoint。这叫“覆盖率驱动的验证闭环”。

    一个大坑:注意采样时机(sample point)。比如采样命令时,一定要在命令被真正接受和执行的那个时钟沿采样,而不是在发出时就采样,否则可能采到被丢弃的命令。多看看波形,确认你的采样点是对的。

    工具建议:用好仿真工具的覆盖率分析功能。它们通常能帮你列出所有信号、状态机,你可以从中勾选感兴趣的作为覆盖点,这是一个不错的起点,但一定要自己根据功能进行整合和抽象,不能完全依赖自动生成。

    1天前
  • 数字IC萌新

    数字IC萌新

    先别慌,大IP都这样,感觉无从下手很正常。我的经验是,别一上来就想着写coverpoint,先做功课。第一步,把DDR控制器的设计规格书(spec)和架构文档翻出来,重点看它的功能列表、配置寄存器、支持的模式(比如DDR3/4/5、不同的频率、突发长度、时序参数)。把这些整理成一个功能特性列表(feature list),这就是你覆盖的源头。

    第二步,根据这个列表,划分覆盖组(covergroup)。我习惯按功能域来分,比如:配置覆盖组(覆盖所有可配置的寄存器值组合)、命令流覆盖组(覆盖各种读写命令序列、预充电、刷新等命令的排列)、时序覆盖组(覆盖各种时序参数下的操作)、错误与异常覆盖组(覆盖纠错、重试、非法命令等场景)。每个组里再定义具体的coverpoint。

    第三步,定义coverpoint时,要抓住“有意义”的变量。比如配置寄存器,不是每个bit都独立覆盖,而是把相关的bit组成一个有意义的值(比如突发类型和长度组合成一个枚举)。对于命令流,可以采样命令FIFO的入口或仲裁器的输出。

    第四步,交叉(cross)要谨慎,优先交叉那些功能上确实有交互的coverpoint。比如,把“工作模式”和“典型的读写命令”进行交叉,看看在各种模式下命令是否都能正确执行。避免无脑交叉所有点,那会让覆盖率收敛变得极其困难。

    最后,别忘了和设计工程师(DUT owner)对一下你的覆盖计划,他们最清楚哪些角落情况(corner case)容易出问题。验证不是闭门造车,沟通能帮你抓住重点。

    1天前
  • 硅农预备役2024

    硅农预备役2024

    简单说,就是‘分层分类,逐步细化’。别想一口吃成胖子。

    第一步,根据DDR控制器的接口和内部状态机,列出所有可能影响功能的输入和状态变量。比如配置寄存器、命令队列状态、PHY状态等。

    第二步,对每个变量,根据设计规格划分合理的bins。比如地址,可以按对齐方式、bank交错等分bin。

    第三步,识别变量之间的关联性,选择关键交叉。例如,交叉不同时钟频率下的读写命令。一开始交叉别超过三个维度,否则覆盖收敛难。

    工具上,可以用UVM的覆盖率分析功能,定期查看覆盖报告,找出覆盖盲区,再针对性补充coverpoint。反复迭代几次,覆盖模型就完善了。记住,覆盖点不是一次定义完的,是随着验证进展不断调整的。

    1天前
  • 逻辑设计小白

    逻辑设计小白

    我最近刚做完一个DDR控制器的验证,分享点实战经验。痛点确实是复杂,但可以抓住几个核心:一是命令流,二是时序参数,三是边界情况。

    对于命令流,coverpoint可以定义在命令序列上,比如连续读写的长度、读写交替的模式、刷新命令的插入位置。对于时序参数,比如tRCD、tRP这些,可以按规格范围划分bins,覆盖最小、典型、最大值。

    交叉覆盖我主要用在“命令类型 x 数据模式”和“工作频率 x 时序配置”上。比如,在最高频率下,覆盖各种读写混合场景。注意,交叉太多仿真会跑很久,要有取舍,优先覆盖那些容易出错的角落情况。

    另外,别忘了错误注入相关的覆盖点,比如错误命令、时序违例,这些往往能发现隐藏bug。

    1天前
  • Verilog练习生

    Verilog练习生

    先从规格书和设计意图入手,别一上来就想着写代码。把DDR控制器的功能分解成几个大块:初始化配置、命令调度、时序控制、数据路径、错误处理。每个大块下再列具体场景,比如初始化配置里就有频率切换、模式寄存器设置、训练流程等。这样一层层拆,就不会漏掉主要功能。

    定义coverpoint时,优先覆盖那些对功能影响大的参数和状态。比如,把关键配置参数(如burst length、CAS延迟)做成coverpoint,把命令类型(读、写、刷新、预充电)也做成coverpoint。交叉覆盖不要一开始就做很多,先挑最重要的组合,比如“命令类型 x 当前bank状态”,避免组合爆炸。

    建议用excel或思维导图先画个矩阵,把想覆盖的场景和参数列出来,和设计、架构师对齐后再动手写SV代码。这样能确保覆盖点有用,而不是盲目追求数量。

    1天前
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