CN108829382B - 一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法。本发明通过C程序作为中间层，通过C/Python API使得C程序可以调用Python参考模型，再通过SystemVerilog DPI调用中间层的C接口程序，从而实现SystemVerilog验证平台调用Python的目的。本发明使得可以用Python语言编写参考模型，并在验证平台中实时动态地调用Python参考模型。用Python语言开发程序有诸多优点，尤其是长整数运算等复杂算法时有着非常高的效率，此方法解决了SystemVerilog语言与Python语言交互的问题，使得Python程序可以作为验证平台中的参考模型，大大提升了验证的效率和质量，减少了验证成本。
Description
技术领域
本发明涉及芯片验证技术，具体指一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法。
背景技术
随着芯片的设计规模、复杂度日趋增加，芯片验证的难度越来越大。在验证工作中需要编写很多参考模型，有些参考模型的算法复杂度较高，尤其是算法协处理器对应的参考模型。
传统的参考模型通常用C语言等编写，C语言编写参考模型的开发效率较低。在涉及长整数运算时，用C语言开发参考模型需要用大数组来表示长整数，并且在运算时需要考虑进位传递等问题。因此需要一种更加高效、简洁的参考模型开发方案。
Python语言作为一门高级的面向对象的语言,正在得到越来越广泛的应用，如果能用Python语言编写参考模型，那么开发效率以及复杂度将大大降低。但SystemVerilog验证平台不能直接调用Python程序。
本发明旨在解决SystemVerilog验证平台调用Python参考模型的问题，使得可以用Python语言编写验证平台中的参考模型，从而提高验证效率。
发明内容
本发明解决的技术问题在于针对目前复杂的芯片验证,通过C函数封装Python函数的方案，解决了SystemVerilog验证平台调用Python参考模型的问题，提出了一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，大大提高了验证效率。
本发明的核心在于，通过C程序作为中间层，通过Python/C API使得C程序可以调用Python参考模型(Python/C API是由Python提供的一套Python/C相互调用的API接口)，再通过SystemVerilog DPI调用中间层的C接口程序，从而实现SystemVerilog验证平台调用Python的目的。本发明使得可以用Python语言编写参考模型，并在验证平台中实时动态地调用Python参考模型，大大提高了参考模型的开发效率，提高了验证效率。
本发明的技术方案如下：
一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法,其特征在于，包括如下步骤：
1)定义Python参考模型函数的接口参数规范；
2)用Python语言编写参考模型；
3)定义C封装函数的接口参数规范；
4)依据C接口规范编写C封装函数；
5)通过Python/C API将C封装函数和Python函数相连；
6)把C接口程序编译为动态链接库供验证平台加载；
7)定义SystemVerilog验证平台中的接口参数规范；
8)SystemVerilog验证平台加载动态链接库，通过DPI接口将SystemVerilog验证平台和C封装函数相连；
9)在仿真过程中验证平台的IN_AGENT实时产生激励，分别驱动DUT和Python参考模型；
10)参考模型模块将Python参考模型计算结果发送到SCOREBOARD模块；
11)OUT_AGENT监测收集DUT输出并将计算结果发送到SCOREBOARD模块；
12)SCOREBOARD对Python参考模型的输出与DUT的输出进行比对，从而验证DUT的设计正确性。
其中：
1.定义Python函数的接口参数规范包括如下步骤：
21)定义Python函数输入元组中元素的位长规范以及元素排列方式；
22)在Python函数中按照步骤21)的定义将输入元组合并为长整数；
23)定义Python函数返回元组中元素的位长规范以及元素排列方式；
24)在Python函数中将待返回长整数分割为符合步骤23)定义的元组；
2.用Python语言编写参考模型包括如下步骤：
31)根据步骤21)-24)以及所要实现的具体功能编写Python参考模型。
3.定义C封装函数的接口参数规范包括如下步骤：
41)定义C封装函数接口参数多位长共用体数据类型规范；
4.定义SystemVerilog验证平台中的接口参数规范包括如下步骤：
51)定义SystemVerilog验证平台中接口参数多位长共用体以及常规整形数据类型规范；5.通过Python/C API将C封装函数和Python函数相连包括如下步骤：
61)在C封装函数中导入对应的Python参考模型函数；
62)在C封装函数中按照步骤41)的定义解析由SystemVerilog验证平台传来的输入参数；
63)在C封装函数中按照步骤21)的定义为Python参考模型函数准备输入元组参数；
64)在C封装函数中调用Python参考模型函数并得到返回元组；
65)在C封装函数按中照步骤23)的定义解析返回元组，并将返回值转化为符合步骤41)定义的共用体数据类型；
6.SystemVerilog验证平台加载动态链接库，通过DPI接口将SystemVerilog验证平台和C封装函数相连包括如下步骤：
71)验证脚本中加载步骤6)中编译好的动态链接库；
72)在SystemVerilog验证平台中按照步骤51)的定义为C封装函数准备输入参数；
73)在SystemVerilog验证平台中通过DPI接口调用C封装函数；
74)在SystemVerilog验证平台中按照步骤41)解析由C封装函数返回的参数；
本发明的优点在于：
依据SystemVerilog验证平台通过C封装函数调用Python函数的方法，可实现SystemVerilog验证平台调用Python参考模型，Python参考模型的开发效率优于传统的参考模型，大大提高了验证效率。
附图说明
图1是具体实施流程图
图2是本发明系统的框架图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
下面结合PKE(公钥引擎)协处理器的验证来说明具体实施步骤。
图1是具体实施流程图。第一步和第三步分别是定义Python函数的接口规范和定义C接口规范，由于PKE设计2048位的长整数运算，但C程序的基本变量只有64位长(无符号长整型)，因此对于大于64位的传输参数，C到Python的输入变量以及Python到C的输出变量只能是由64位长的变量组合成的复合类型。具体地为，在Python端为由多个64位整数组成的元组类型，在C端为PyTuple类型。
第七步为定义SystemVerilog接口参数规范。同样的由于C程序的基本变量只有64位长，因此对于大于64位的传输参数，C端变量是由多个64位长的无符号整型变量组成的共用体类型，SystemVerilog端的变量是由多个bit[63：0]类型的变量组成的共用体。
按照上述接口规范编写好Python参考模型、C接口程序后，将C接口程序编译为动态链接库供SystemVerilog验证平台加载。
在验证平台的编译脚本中指定好要加载的C接口程序动态链接库，在验证环境中就可以通过DPI接口调用C接口程序。
图2为SystemVerilog-C-Python参考模型在验证平台中的位置框图。
参考模型单元通过SystemVerilog DPI接口调用C封装层，再通过C封装层调用Python参考模型，从而实现了验证平台实时、动态地调用Python参考模型，实现了DUT和Python参考模型的实时比较。
验证平台中的IN_AGENT产生实时激励，分别传送给DUT和Python参考模型。
验证平台中的OUT_AGENT监测收集DUT的输出并将计算结果发送到SCOREBOARD模块。
SCOREBOARD模块用来对Python的输出和DUT的输出进行比对，验证DUT的功能是否符合设计规范。
Claims (7)
1.一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，通过C程序作为中间层，通过Python/C API使得C程序可以调用Python参考模型，再通过SystemVerilog DPI调用中间层的C接口程序，从而实现SystemVerilog验证平台调用Python的目的，实现方法主要包括如下步骤：
1)定义Python参考模型函数的接口参数规范；
2)用Python语言编写参考模型；
3)定义C封装函数的接口参数规范；
4)依据C接口规范编写C封装函数；
5)通过Python/C API将C封装函数和Python函数相连；
6)把C接口程序编译为动态链接库供验证平台加载；
7)定义SystemVerilog验证平台中的接口参数规范；
8)SystemVerilog验证平台加载动态链接库，通过DPI接口将SystemVerilog验证平台和C封装函数相连；
9)在仿真过程中验证平台的IN_AGENT实时产生激励，分别驱动DUT和Python参考模型；
10)参考模型模块将Python参考模型计算结果发送到SCOREBOARD模块；
11)OUT_AGENT监测收集DUT输出并将计算结果发送到SCOREBOARD模块；
12)SCOREBOARD对Python参考模型的输出与DUT的输出进行比对,从而验证DUT的设计正确性。
2.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤1)定义Python函数的接口参数规范包括如下步骤：
21)定义Python函数输入元组中元素的位长规范以及元素排列方式；
22)在Python函数中按照步骤21)的定义将输入元组合并为长整数；
23)定义Python函数返回元组中元素的位长规范以及元素排列方式；
24)在Python函数中将待返回长整数分割为符合步骤23)定义的元组。
3.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤2)用Python语言编写参考模型包括如下步骤：
31)根据步骤21)-24)以及所要实现的具体功能编写Python参考模型。
4.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤3)定义C封装函数的接口参数规范包括如下步骤：
41)定义C封装函数接口参数多位长共用体数据类型规范。
5.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤7)定义SystemVerilog验证平台中的接口参数规范包括如下步骤：
51)定义SystemVerilog验证平台中接口参数多位长共用体以及常规整形数据类型规范。
6.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤5)通过Python/C API将C封装函数和Python函数相连包括如下步骤：
61)在C封装函数中导入对应的Python参考模型函数；
62)在C封装函数中按照步骤41)的定义解析由SystemVerilog验证平台传来的输入参数；
63)在C封装函数中按照步骤21)的定义为Python参考模型函数准备输入元组参数；
64)在C封装函数中调用Python参考模型函数并得到返回元组；
65)在C封装函数中按照步骤23)的定义解析返回元组，并将返回值转化为符合步骤41)定义的共用体数据类型。
7.根据权利要求1所述的一种用Python建立参考模型提高自动化验证平台效率的方法，其特征在于，所述步骤8)SystemVerilog验证平台加载动态链接库，通过DPI接口将SystemVerilog验证平台和C封装函数相连包括如下步骤：
71)验证脚本中加载步骤6)中编译好的动态链接库；
72)在SystemVerilog验证平台中按照步骤51)的定义为C封装函数准备输入参数；
73)在SystemVerilog验证平台中通过DPI接口调用C封装函数；
74)在SystemVerilog验证平台中按照步骤41)解析由C封装函数返回的参数。
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