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随着集成电路技术的快速发展，工艺特征尺寸不断减小，产品的性能不断提高，在单一芯片上实现全部系统功能的SoC设计技术也已经逐渐走向成熟。通过仿真建模实现SoC设计和验证是目前的主流方法，随着SoC设计规模的增加，顶层建模与验证问题日益成为设计者关注的焦点。本文研究了SoC顶层建模与验证的方法以及相关配置环境的实现技术，并对IP有限状态机和SoC有限状态机优化验证问题进行了分析讨论，此外本文还研究了操作级验证方法中功能覆盖率的优化问题。
本论文首先对如何构建多层次混合语言SoC建模和验证平台进行了讨论，分析了新型建模和验证语言SystemC的使用方法和特点，讨论了其通道建模方法在SoC顶层建模和验证方面的优势。本论文完成了多层次混合语言SoC平台配置环境的构建工作，讨论了平台环境的划分方法及其实现过程。实际仿真结果说明SystemC语言作为一种新型硬件设计语言，在多层次混合语言SoC平台中可以与其他硬件设计语言(HDL)混合使用，进而实现对系统的预设计和预验证。
本论文对有限状态机验证问题进行了研究。论文使用图论方法首先分析了在IP有限状态机对应的有向图中构建Euler路径的方法及其适用的情况，同时提出了一种使用数学规划方法优化解决该问题方法。该优化方法针对初始结点是出度点的IP有限状态机特点提出并且经过了理论证明。同时对于IP有限状态机验证来说，该优化方法简单实用、易于实现。
在构建Euler路径对IP有限状态机优化验证问题讨论的基础上，本论文进一步研究了在有限状态机中构建Euler回路的方法及其适用的情况。构造Euler回路的方法适用于初始结点是入度点和平衡点的IP有限状态机，同时该方法也解决了SoC有限状态机优化验证问题。本论文提出了一种利用IP有限状态机优化验证结果来对SoC有限状态机进行优化验证的方法。该优化方法可用于指导SoC设计过程中对IP有限状态机和SoC有限状态机的设计和验证，同时也可以作为分析有限状态机问题的EDA工具的一个组成部分。
本论文最后通过研究操作级设计和验证方法的技术特点，提出了一种适用于提高操作级功能覆盖率精度的优化方法。该优化方法对于TLM模型的功能覆盖率优化计算针对性强、易于使用。同时该方法适于在操作级SoC设计中可以作为验证策略的组成部分辅助验证工程师设计随机测试集和计算功能覆盖率。