【摘 要】
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近几年,数字集成电路的复杂度与规模不断上升,芯片的设计与验证水平不断提高,传统的设计语言和验证方法学已经无法满足当下的芯片开发需求,为此Chisel敏捷性硬件设计语言和UVM验证方法学均引起人们的注意。Chisel因为其更高层次的硬件抽象描述,极大的提升了数字电路的开发效率。UVM验证方法学的高效性、通用性和可靠性也成为了主流验证方法学。本文的主要内容是利用Chisel语言设计了一款UART接口控
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近几年,数字集成电路的复杂度与规模不断上升,芯片的设计与验证水平不断提高,传统的设计语言和验证方法学已经无法满足当下的芯片开发需求,为此Chisel敏捷性硬件设计语言和UVM验证方法学均引起人们的注意。Chisel因为其更高层次的硬件抽象描述,极大的提升了数字电路的开发效率。UVM验证方法学的高效性、通用性和可靠性也成为了主流验证方法学。本文的主要内容是利用Chisel语言设计了一款UART接口控制电路模块,首先采用的是“自顶向下”的设计方法,先规划UART接口控制器整体结构,然后深入对UART控制器各个模块的结构、时序和功能特点进行单独设计,分别设计了寄存器模块、发送模块、接收模块、FIFO模块、中断模块、波特率产生模块,最后将各个子模块集成起来通过工具将其转化成VCS可支持的Verilog代码。转化完成后以该设计代码为验证对象,使用System Verilog语言和UVM验证方法学搭建一个可产生受约束的随机激励和覆盖率收集的UVM验证平台。本文验证工作的开展,有以下三步。首先,根据电路模块的功能特性编写验证计划,验证计划中要详细提取待验模块的验证功能点,UART模块的主要验证功能点有:寄存器的读写测试、轮询模式下UART传输与接收、中断模式下UART传输与接收、波特率发生器检查、FIFO读写测试、中断处理测试等;然后,根据所制定的验证计划计划,构建验证中需要的各个UVM组件与平台;最后,通过编写7条受约束的随机测试用例,对UART接口控制器系统模块进行功能仿真,在功能仿真的同时收集代码、功能、断言覆盖率。通过对覆盖率趋向于100%的追求,以保证验证的充分性。在验证仿真过程中,经过对验证激励的不断完善,最终使功能覆盖率和断言覆盖率达到了100%,代码覆盖率达到了95%以上,对未能覆盖到的点做了系统分析。本文根据设计模块所创建的7条测试用例与定义的35条功能属性断言全部通过。通过UVM验证的仿真结果表明,使用Chisel语言设计的UART控制器的功能达到了预期标准,可以正常使用。
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