CN104065536A - 基于uvm验证方法的以太网交换机fpga验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法，该方法由UVM验证平台主体、四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型三部分实现，UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型同时发送报文，并且收集从以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型返回的报文，比较它们是否相同，判断被测对象的行为是否正确；以太网交换机的被测对象逻辑在完成仿真验证后被下载到FPGA中在真实环境中工作。本发明实现了FPGA逻辑验证的自动化执行，提高了FPGA逻辑代码的开发效率与质量，减少了后期板上调试的工作量。
Description
技术领域
本发明涉及以太网通信以及逻辑验证领域，具体地说是一种基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法。
背景技术
以太网（Ethernet）是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
以太网交换机是以太网通信中的重要组件。交换机加电后，首先转发所有接收的数据到所有端口。接下来，当它学习到每个端口的地址以后，它就只把非广播数据发送给特定的目的端口。这样，以太网交换就可以在任何端口对之间实现，所有端口对之间的通讯互不干扰。本验证环境用来验证一个以FPGA实现的以太网交换机。
传统的FPGA设计流程在选定FPGA器件后，先进行硬件描述语言的设计输入，简单仿真后就综合出网表并下载到目标板进行调试。仿真验证一般不会作为主要的保证设计质量的手段，也不会使用任何验证方法学。但是伴随当代FPGA容量的提升以及设计复杂度的提高，紧靠后期板上调试会浪费大量时间，并且难于定位逻辑错误，所以仿真验证在FPGA设计流程中的重要性逐渐提高，并且倾向使用芯片验证中用到的方法学。
UVM是芯片验证业界最新研发的一种验证方法学。工程师用它可创建坚实、可重用、具互操作性的验证组件和验证平台。UVM提供基于SystemVerilog语言开发的一套库函数，工程师通过调用库可以省去自己从零开始开发验证环境的麻烦。
一般芯片设计验证与FPGA开发所使用的软硬件环境有较大区别。芯片设计验证一般使用linux服务器作为基础环境，工程师登陆到服务器上进行操作，并且利用各种shell，Makefile与脚本语言使设计验证环境能自动运行。FPGA开发者一般使用Windows PC机，通过图形界面操作软件，自动化运行程度较低。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，该基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法由UVM验证平台主体、四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型三部分实现，UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型同时发送报文，并且收集从以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型返回的报文，比较它们是否相同，判断被测对象的行为是否正确；以太网交换机的被测对象逻辑在完成仿真验证后被下载到FPGA中在真实环境中工作。
所述的UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型发送以太网报文，IP报文或ARP报文。
所述的以太网交换机的参考模型的逻辑行为与以太网交换机的被测对象一致，但是忽略时序的细节。
以太网交换机FPGA验证方法在windows PC机上的实现方法如下：在windows PC机上，以太网交换机的被测对象基本功能尚没有通过时，使用调试模式运行，只需敲入测试用例名字，脚本会自动编译验证平台，参考以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型，记录下波形供调试分析；当被测对象的基本功能已经通过，需要寻找更深层的缺陷，可以运行批处理模式，批处理模式会读入Excel格式的验证计划，其中包括要运行的验证用例列表，要达到的代码覆盖率以及功能覆盖率列表；脚本文件会顺序运行各个测试用例，并记录测试结果以及覆盖率情况，并且反标到验证计划中，供设计验证人员评估。
本发明的基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法和现有技术相比，实现了FPGA逻辑验证的自动化执行，提高了FPGA逻辑代码的开发效率与质量，减少了后期板上调试的工作量，保证了整机功能符合开发预期。
具体实施方式
实施例1：
该基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法由UVM验证平台主体、四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型三部分实现，UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型发送以太网报文，并且收集从以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型返回的报文，比较它们是否相同，判断被测对象的行为是否正确；以太网交换机的SystemC参考模型的逻辑行为与以太网交换机的被测对象一致，但是忽略时序的细节；以太网交换机的被测对象逻辑在完成仿真验证后被下载到FPGA中在真实环境中工作。
以太网交换机FPGA验证方法在windows PC机上的实现方法如下：在windows PC机上，以太网交换机的被测对象基本功能尚没有通过时，使用调试模式运行，只需敲入测试用例名字，脚本会自动编译验证平台，参考以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型，记录下波形供调试分析；当被测对象的基本功能已经通过，需要寻找更深层的缺陷，可以运行批处理模式，批处理模式会读入Excel格式的验证计划，其中包括要运行的验证用例列表，要达到的代码覆盖率以及功能覆盖率列表；脚本文件会顺序运行各个测试用例，并记录测试结果以及覆盖率情况，并且反标到验证计划中，供设计验证人员评估。为了实现Windows PC机运行各种linux脚本，方法中使用了Cygwin在Windows中模拟Linux。
实施例2：
该基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法由UVM验证平台主体、四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型三部分实现，UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型发送以太网报文，同时收发第三层协议的IP报文以及ARP报文，第三层协议的报文是套装在第二层协议中的，更高层次的报文也是层层套装；为了用UVM验证方法实现这种层次化协议的验证，在验证环境中建立一个转换序列（从ipv4 agent的sequencer中不断读取sequence item，并转换为ethernet的sequence item后发送给ethernet sequencer），转换序列需要一直保持运行，将高层协议的数据元转换为底层协议的数据元，这种实现方式只需要额外增加一个转换序列，可以实现多层协议的自由映射。之后，收集从以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型返回的报文，比较它们是否相同，判断被测对象的行为是否正确；以太网交换机的SystemC参考模型的逻辑行为与以太网交换机的被测对象一致，但是忽略时序的细节；以太网交换机的被测对象逻辑在完成仿真验证后被下载到FPGA中在真实环境中工作。
以太网交换机FPGA验证方法在windows PC机上的实现方法如下：在windows PC机上，以太网交换机的被测对象基本功能尚没有通过时，使用调试模式运行，只需敲入测试用例名字，脚本会自动编译验证平台，参考以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型，记录下波形供调试分析；当被测对象的基本功能已经通过，需要寻找更深层的缺陷，可以运行批处理模式，批处理模式会读入Excel格式的验证计划，其中包括要运行的验证用例列表，要达到的代码覆盖率以及功能覆盖率列表；脚本文件会顺序运行各个测试用例，并记录测试结果以及覆盖率情况，并且反标到验证计划中，供设计验证人员评估。为了实现Windows PC机运行各种linux脚本，方法中使用了Cygwin在Windows中模拟Linux。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (4)
1.基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法，其特征在于， 该方法由UVM验证平台主体、四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型三部分实现，UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型同时发送报文，并且收集从以太网交换机的被测对象和以太网交换机的SystemC参考模型返回的报文，比较它们是否相同，判断被测对象的行为是否正确；以太网交换机的被测对象逻辑在完成仿真验证后被下载到FPGA中在真实环境中工作。
2.根据权利要求1所述的基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法，其特征在于，所述的UVM验证平台主体向四端口以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型发送以太网报文，IP报文或ARP报文。
3. 根据权利要求1所述的基于UVM验证方法的以太网交换机FPGA验证方法，其特征在于，所述的以太网交换机的参考模型的逻辑行为与以太网交换机的被测对象一致，但是忽略时序的细节。
4.以太网交换机FPGA验证方法在windows PC机上的实现方法，其特征在于，在windows PC机上，以太网交换机的被测对象基本功能尚没有通过时，使用调试模式运行，只需敲入测试用例名字，脚本会自动编译验证平台，参考以太网交换机的被测对象和以太网交换机的参考模型，记录下波形供调试分析；当被测对象的基本功能已经通过，需要寻找更深层的缺陷，可以运行批处理模式，批处理模式会读入Excel格式的验证计划，其中包括要运行的验证用例列表，要达到的代码覆盖率以及功能覆盖率列表；脚本文件会顺序运行各个测试用例，并记录测试结果以及覆盖率情况，并且反标到验证计划中，供设计验证人员评估。
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