基于1000BASE-T图像传输系统设计与UVM验证

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目前芯片自身复杂度逐渐增大,其中包括芯片的功能愈加复杂,其制造工艺的愈加精细及其制造费用愈加昂贵,在芯片设计过程中任何存在设计错误的情况都不能进入流片,设计错误不仅会推迟芯片的上市而且带来的风险是不可承受的,因此在设计过程中需要选择合适的方法和工具。验证的目的是为了找出设计过程中可能出现的问题和错误,系统的验证对芯片流片成功起到关键性作用。随着通信技术的快速发展,图像的采集和传输受到广泛应用,但是传统的图像传输技术无法兼容传输速率,误比特率较高,无法保证数据的完整性,且成本较高。本文将采用通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)对图像传输系统的硬件设计进行功能验证,搭建可复用性的验证平台,实现对覆盖率的收集,降低设计中的漏洞率,提高了验证的完备性。本文主要工作包括:(1)针对目前传统图像传输的问题,设计一个完整的图像传输系统方案。使用1000BASE-T技术结合图像传输系统,该方案在传输速率上可以实现兼容,支持使用双沿传输降低频率,保证图像不会失真且数据帧完整,成本较小。现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)芯片作为系统的主控制器,通过全双工传输信息,可以支持同时发送和接收数据,保证传输的高速率。(2)根据硬件设计功能的实现,制定出验证计划。验证计划内容包括对硬件模块的功能测试点的提取和测试用例的编写,进行了大量的随机测试和定向测试。实验结果表明,该验证计划可以完全地覆盖和验证设计模块的所有功能。(3)完成UVM验证平台的搭建和覆盖率的收集。对1000BASE-T以太网图像传输模块进行研究与分析,搭建了符合预期结果的验证环境。分别对图像传输系统的功能点做仿真回归测试和覆盖率的收集,其实验目标为代码覆盖率、功能覆盖率和断言覆盖率达到100%。实验结果表明,该方法的执行不仅使平台具有复用性而且可以实现模块功能验证的有效性和完备性。
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