CN104965750A - 基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台及方法，所述验证平台包括：对Python语义进行解释的SystemC接口函数、SystemC调用SystemVerilog的DPI接口函数、Python实现的测试用例及运行脚本。本发明通过增加Python语言与SystemC语言间的解释器，使得Python语言能够直接控制逻辑仿真器的激励输入并比较响应输出，使得由Python编写的测试用例能直接用于逻辑仿真，并在一个Rapidio切换器上进行应用，通过以上环境的使用，可以极大提高测试用例的编写效率以及可复用性。

Description

基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台及方法

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体涉及一种基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台及方法，使用Python语言进行逻辑仿真的方法。

背景技术

芯片的逻辑功能验证是伴随芯片设计不断发展的一个行业，功能验证在芯片的整个设计周期中占用的时间最多。尽管目前有许多技术可用于减少验证时间，但并没有一个明确适用于某一项目的验证方法。

很多带有微处理器的SOC设计项目所使用的传统的验证环境，是基于Verilog模型以及类似C驱动程序的测试向量组成的。C程序模拟芯片中微处理器的启动程序，启动后对芯片中各组件的寄存器进行读写操作，将实际得到的寄存器值与期望值进行比较，判断测试是否通过。仿真时，C程序被编译为2进制文件，由Verilog测试平台读入到微处理器的存储器模型中，然后处理器开始执行C代码编译出的程序，模拟芯片的行为。

对于没有微处理器的芯片，则基本使用Verilog测试平台。后来出现的UVM与SystemVerilog为验证人员开发面向对象的验证环境提供了方便，但是由于SystemVerilog必须向前兼容经典Verilog的语法，所以它的面向对象机制有很多固有缺陷。如何应用一种抽象层次更高，且简单易学的面向对象编程语言，成为很多芯片验证项目需要考虑的问题。

Python语言是近些年新兴的一种脚本语言，对比其他面向对象的语言，它的优势非常明显。它的类模块支持多态、操作符重载和多重继承等高级概念，并且以Python特有的简洁的语法和类型，OOP(面向对象编程Object Oriented Programming，是一种计算机编程架构)十分易于使用。

Python的使用和分发是完全免费的。就像其他的开源软件一样，Python的在线社区对用户需求的响应和商业软件一样快。而且，由于Python完全开放源代码，提高了开发者的实力，并产生了一个很大的专家团队。它可以在不同的系统平台中简单的进行移植。另外Python是一个混合体。它丰富的工具集使它介于传统的脚本语言（例如，Tcl和Perl）和系统语言(例如，C、C++和Java)之间。Python 提供了所有脚本语言的简单和易用性，并且具有在编译语言中才能找到的高级软件工程工具。不像其他脚本语言，这种结合使Python 在长期大型的开发项目中十分有用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，提供一种基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台及方法。

本发明所采用的技术方案为：

基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台，所述验证平台包括：对Python语义进行解释的SystemC接口函数、SystemC调用SystemVerilog的DPI接口函数、Python实现的测试用例及运行脚本。

所述验证平台实现步骤如下：

1）对Verilog编写的Rapidio切换器被测对象进行例化；

2）用Verilog程序编写基本的激励输入以及响应输出的DPI函数与外层SystemC环境进行交互；

3）编写SystemC对于Python的解释器；

4）编写Python的底层库函数；

5）编写Python的测试用例以及运行脚本。

基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证方法，其中其中基于Python语言的逻辑仿真环境分2部分：在Cadence仿真器能够运行的部分、Python语言编写的测试用例以及相关代码部分，由于Cadence仿真器不能直接支持对Python的编译，所以需要有一种机制来连接这2部分的进程，采用共享内存的方法，利用Liunx机制，对所述2部分进程进行数据交换。

所述方法所运行的内容包括：

1）Cadence仿真器部分运行的内容包括：

由Verilog实现的Rapidio Switch被测对象；

外层的Verilog TB wrapper例化这个被测对象，并且把更外层的SystemC送来的TLM数据包转换为具体信号流，施加给被测对象，并把被测对象的输出转换为TLM包送出；

SystemC TB负责把TLM数据流从更外层取到，分别送给SystemC的参考模型以及Verilog被测对象，对这2个的输出的数据包进行对比，并对比较结果进行输出，给到外层的API函数；

最外层的内存访问程序接口，负责通过Cadence仿真器提供的接口函数，读入加载给被测对象的数据包，并把比对结果通过Cadence仿真器提供的接口函数送入共享内存；

2）Python语言编写的测试用例以及相关代码部分运行的内容包括：

具体的测试用例以及运行脚本和一些基本库函数；每次运行一个测试用例，通过运行脚本把测试用例编译，并创建一个进程，使这个进程与Cadence仿真器的仿真进程同步，直到仿真运行完毕；

上述2部分通过2部分进程的共享内存，相互传输要测试的包信息以及测试结果，实现Cadence仿真器部分的数据与Python编译器部分的数据之间的交换，能够让Python实时控制仿真的进程，并得知仿真结果。

所述方法编译运行一个测试的启动步骤如下：

Python运行脚本启动；

编译Python测试用例以及库函数；

编译Cadence仿真器需要的被测对象的Verilog代码；

编译SystemC相关代码及Verilog Wrapper代码；

启动Cadence仿真器，获取相应线程以及共享内存；

运行编译过的Python代码，启动Python程序，这时Python进程可以对仿真进程的共享内存进行读写；

当仿真结束，Python测试用例执行完毕后，关闭仿真器以及其他进程。

本发明的有益效果为：本发明通过增加Python语言与SystemC语言间的解释器，使得Python语言能够直接控制逻辑仿真器的激励输入并比较响应输出，使得由Python编写的测试用例能直接用于逻辑仿真，并在一个Rapidio切换器上进行应用，通过以上环境的使用，可以极大提高测试用例的编写效率以及可复用性。

附图说明

图1为本发明Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台基本结构示意图；

图2为本发明Python逻辑仿真验证平台的启动流程图;

其中：

APIS：应用程序接口(application programe interfaces)；

IUS：Incisive Unified Simulator。

具体实施方式

下面通过说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：

基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台，所述验证平台包括：对Python语义进行解释的SystemC接口函数、SystemC调用SystemVerilog的DPI接口函数、Python实现的测试用例及运行脚本。

所述验证平台实现步骤如下：

1）对Verilog编写的Rapidio切换器被测对象进行例化；

2）用Verilog程序编写基本的激励输入以及响应输出的DPI函数与外层SystemC环境进行交互；

3）编写SystemC对于Python的解释器；

4）编写Python的底层库函数；

5）编写Python的测试用例以及运行脚本。

基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证方法，其中其中基于Python语言的逻辑仿真环境分2部分：在Cadence仿真器能够运行的部分、Python语言编写的测试用例以及相关代码部分，由于Cadence仿真器不能直接支持对Python的编译，所以需要有一种机制来连接这2部分的进程，采用共享内存的方法，利用Liunx机制，对所述2部分进程进行数据交换。

如图1所示，所述方法运行的内容包括：

1）Cadence仿真器部分能够运行的内容包括：

图1中间部分为由Verilog实现的Rapidio Switch被测对象；

外层的Verilog TB wrapper例化这个被测对象，并且把更外层的SystemC送来的TLM数据包转换为具体信号流，施加给被测对象，并把被测对象的输出转换为TLM包送出；

SystemC TB负责把TLM数据流从更外层取到，分别送给SystemC的参考模型以及Verilog被测对象，对这2个的输出的数据包进行对比，并对比较结果进行输出，给到外层的API函数；

最外层的内存访问程序接口，负责通过Cadence仿真器提供的接口函数，读入加载给被测对象的数据包，并把比对结果通过Cadence仿真器提供的接口函数送入共享内存；

2）Python语言编写的测试用例以及相关代码部分运行的内容包括：

具体的测试用例以及运行脚本和一些基本库函数；每次运行一个测试用例，通过运行脚本把测试用例编译，并创建一个进程，使这个进程与Cadence仿真器的仿真进程同步，直到仿真运行完毕；

上述2部分通过2部分进程的共享内存，相互传输要测试的包信息以及测试结果，实现Cadence仿真器部分的数据与Python编译器部分的数据之间的交换，能够让Python实时控制仿真的进程，并得知仿真结果。

如图2所示，所述方法编译运行一个测试的启动步骤如下：

Python运行脚本启动；

编译Python测试用例以及库函数；

编译Cadence仿真器需要的被测对象的Verilog代码；

编译SystemC相关代码及Verilog Wrapper代码；

启动Cadence仿真器，获取相应线程以及共享内存；

运行编译过的Python代码，启动Python程序，这时Python进程可以对仿真进程的共享内存进行读写；

当仿真结束，Python测试用例执行完毕后，关闭仿真器以及其他进程。

整个仿真进程实际是由Python程序来控制，所有的仿真信息都能通过仿真器提供的API传送到Python控制端，这样就做到了整个仿真验证平台的最上层接口可以是Python的函数。我们就可以利用Python的众多优越特性，编写各种复用性很高的测试用例了。

通过以上的层次扩展，一个标准的数字逻辑设计，就可以被Python编写的测试用例驱动了。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台，其特征在于，所述验证平台包括：对Python语义进行解释的SystemC接口函数、SystemC调用SystemVerilog的DPI接口函数、     Python实现的测试用例及运行脚本。

2.根据权利要求1所述的基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证平台，其特征在于，所述验证平台实现步骤如下：

1）对Verilog编写的Rapidio切换器被测对象进行例化；

2）用Verilog程序编写基本的激励输入以及响应输出的DPI函数与外层SystemC环境进行交互；

3）编写SystemC对于Python的解释器；

4）编写Python的底层库函数；

5）编写Python的测试用例以及运行脚本。

3.基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证方法，其中基于Python语言的逻辑仿真环境分2部分：在Cadence仿真器能够运行的部分、Python语言编写的测试用例以及相关代码部分，其特征在于：所述方法采用共享内存的方法，利用Liunx机制，对所述2部分进程进行数据交换。

4.根据权利要求3所述的基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证方法，其特征在于，所述方法所运行的内容如下：

1）Cadence仿真器部分运行的内容包括：

由Verilog实现的Rapidio Switch被测对象；

外层的Verilog TB wrapper例化这个被测对象，并且把更外层的SystemC送来的TLM数据包转换为具体信号流，施加给被测对象，并把被测对象的输出转换为TLM包送出；

SystemC TB负责把TLM数据流从更外层取到，分别送给SystemC的参考模型以及Verilog被测对象，对这2个的输出的数据包进行对比，并对比较结果进行输出，给到外层的API函数；

最外层的内存访问程序接口，负责通过Cadence仿真器提供的接口函数，读入加载给被测对象的数据包，并把比对结果通过Cadence仿真器提供的接口函数送入共享内存；

2）Python语言编写的测试用例以及相关代码部分运行的内容包括：

具体的测试用例以及运行脚本和一些基本库函数；每次运行一个测试用例，通过运行脚本把测试用例编译，并创建一个进程，使这个进程与Cadence仿真器的仿真进程同步，直到仿真运行完毕；

上述2部分通过2部分进程的共享内存，相互传输要测试的包信息以及测试结果，实现Cadence仿真器部分的数据与Python编译器部分的数据之间的交换，能够让Python实时控制仿真的进程，并得知仿真结果。

5.根据权利要求3或4所述的基于Python语言的Rapidio切换器逻辑仿真验证方法，其特征在于，所述方法编译运行一个测试的启动步骤如下：

Python运行脚本启动；

编译Python测试用例以及库函数；

编译Cadence仿真器需要的被测对象的Verilog代码；

编译SystemC相关代码及Verilog Wrapper代码；

启动Cadence仿真器，获取相应线程以及共享内存；

运行编译过的Python代码，启动Python程序，对仿真进程的共享内存进行读写；

当仿真结束，Python测试用例执行完毕后，关闭仿真器以及其他进程。