CN113626343B - 一种基于UVM的Router可重用验证平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于UVM的Router可重用验证平台，其中控制层产生激励序列；环境层包括待验证路由器、待验证路由器端口的代理器、参考模型、正常激励测试计分板和错误激励测试计分板；代理器包括定序器、驱动器和监视器；定序器接收正常激励序列或错误激励序列生成的第一事务数据，将第一事务数据发送到驱动器；驱动器根据设定的路由协议对第一事务数据进行数据转换后发送到待验证路由器；监视器检测待验证路由器的输出信号，将检测到的输出信号打包成第二事务数据并发送到正常激励测试计分板或错误激励测试计分板；参考模型向正常激励测试计分板和错误激励测试计分板发送预期输出数据。本发明提高了验证的可靠性。

Description

一种基于UVM的Router可重用验证平台

技术领域

本发明涉及平台验证领域，特别是涉及一种基于UVM的Router可重用验证平台。

背景技术

随着芯片规模越来越大，复杂度持续增加，采用传统的定向激励来测试设计功能的验证方法已经不能满足现在的验证需求，这给验证工作带来极大挑战。

路由器（Router）作为片上网络的基本单元，在大型芯片中应用广泛，其特点是系统复杂，设计和验证难度高，因此构建高效的验证环境来测试路由器至关重要。

验证设计项目的功能时，除了验证正常的功能外，很好的处理异常情况是设计鲁棒性的指标之一，也是提高产品性能的一个关键因素。

传统的错误注入方式大多是将错误细节约束在transaction中，sequence产生新的带有错误的transaction；运用重载功能重写一个新的带有错误细节的sequence。或者是通过将错误细节写入driver模块中直接将错误注入到设计模块。此时，原有代码已经完成，如果后续在插入更多类型的错误，那就要继续修改原有代码，这会对扩展和维护带来困难，不利于平台的可重用性，也容易给平台带来意想不到的错误，同时也不能响应异常，如果能够响应异常情况只能在正常的计分板中加入错误响应，使计分板模块越来越复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于UVM的Router可重用验证平台，提高了验证的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于UVM的Router可重用验证平台，包括控制层和环境层；所述控制层用于产生正常激励序列和错误激励序列；所述环境层包括待验证路由器、所述待验证路由器端口的代理器、参考模型、正常激励测试计分板和错误激励测试计分板；

所述代理器包括定序器、驱动器和监视器；所述定序器用于接收所述正常激励序列或所述错误激励序列生成的第一事务数据，将所述第一事务数据发送到驱动器；所述驱动器用于根据设定的路由协议对所述第一事务数据进行数据转换后发送到所述待验证路由器；所述监视器用于检测所述待验证路由器的输出信号，将检测到的输出信号打包成第二事务数据，当所述定序器接收的为正常激励序列时将所述第二事务数据发送到所述正常激励测试计分板，当所述定序器接收的为错误激励序列时将所述第二事务数据发送到所述错误激励测试计分板；所述参考模型用于向所述正常激励测试计分板和所述错误激励测试计分板发送预期输出数据；所述正常激励测试计分板用于将接收到的所述第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出正常激励测试分数；所述错误激励测试计分板用于将接收到的所述第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出错误激励测试分数。

可选地，所述代理器还包括覆盖率模块，所述覆盖率模块用于预先存储根据所述控制层产生的正常激励序列或错误激励序列生成的第一事务数据，采集验证过程中对应代理器生成的第一事务数据，并计算采集的第一事务数据与预先存储的第一事务数据的比率。

可选地，所述待验证路由器包括五个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，第一端口的代理器记为第一代理器，第二端口的代理器记为第二代理器，第三端口的代理器记为第三代理器，第四端口的代理器记为第四代理器，第五端口的代理器记为第五代理器，所述第五端口为本地端口，所述第一代理器、所述第二代理器、所述第三代理器、所述第四代理器和所述第五代理器分别通过接口与所述待验证路由器连接。

可选地，所述控制层还包括配置模块，所述配置模块用于从第一代理器、第二代理器、第三代理器、第四代理器和第五代理器中选定一个为主机代理器，主机代理器之外的代理器为从机代理器。

可选地，所述主机代理器中驱动器和定序器工作，所述从机代理器中驱动器和定序器不工作。

可选地，所述控制层包括测试用例库；所述测试用例库包括根据所述待验证路由器的功能建立的正常测试用例、将预设错误注入的错误测试用例和压力测试用例；所述正常测试用例用于产生所述正常激励序列；所述错误测试用例用于产生所述错误激励序列；所述压力测试用例用于控制一个序列库或多个并行的序列库以设定频率不断产生激励序列，将产生的激励序列发送到所述待验证路由器，所述激励序列包括正常激励序列和错误激励序列。

可选地，所述第一事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

可选地，所述第二事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

可选地，所述参考模型为与所述待验证路由器具有相同功能的组件。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明基于UVM的Router可重用验证平台，通过错误激励测试计分板记录错误注入激励的验证结果，使错误激励序列与正常激励序列分开，不用修改环境中的任何代码，提高了整个验证平台的可重用性与安全性，避免修改代码而重复编译代码，从而提高了验证的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于UVM的Router可重用验证平台结构示意图；

图2为本发明Router的基本模型示意图；

图3为本发明激励产生流程图；

图4为本发明错误注入机制示意图；

图5为本发明带有错误注入的scoreboard示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于UVM的Router可重用验证平台，提高了验证的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种基于UVM的Router可重用验证平台结构示意图，如图1所示，一种基于UVM的Router可重用验证平台，包括控制层top和环境层env；控制层top用于产生正常激励序列和错误激励序列，并根据正常激励序列或错误激励序列生成第一事务数据；环境层env包括待验证路由器Router、待验证路由器Router端口的代理器、参考模型model、正常激励测试计分板和错误激励测试计分板。

图1中scoreboard包括正常激励测试计分板和错误激励测试计分板。

代理器包括定序器sequencer、驱动器driver和监视器monitor；定序器sequencer用于接收正常激励序列或错误激励序列生成的第一事务数据，将第一事务数据发送到驱动器driver；驱动器driver用于根据设定的路由协议对第一事务数据进行数据转换后发送到待验证路由器Router；监视器monitor用于检测待验证路由器Router的输出信号，将检测到的输出信号打包成第二事务数据，当定序器sequencer接收的为正常激励序列生成的第一事务数据时将第二事务数据发送到正常激励测试计分板，当定序器sequencer接收的为错误激励序列生成的第一事务数据时将第二事务数据发送到错误激励测试计分板；参考模型model用于向正常激励测试计分板和错误激励测试计分板发送预期输出数据；正常激励测试计分板用于将接收到的第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出正常激励测试分数；错误激励测试计分板用于将接收到的第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出错误激励测试分数。

第一事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

第二事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

参考模型model为与待验证路由器Router具有相同功能的组件。

参考模型model与待验证路由器Router通过接口interface连接。

代理器还包括覆盖率模块cov，覆盖率模块cov用于预先存储根据控制层top产生的正常激励序列或错误激励序列生成的第一事务数据，采集验证过程中对应代理器生成的第一事务数据，并计算采集的第一事务数据与预先存储的第一事务数据的比率。

覆盖率主要包括功能覆盖率和代码覆盖率，代码覆盖率是通过仿真工具执行路由器设计代码，看最终执行的代码行数、0和1翻转以及状态机跳转情况。

功能覆盖率是对于待验证路由器的设计文档来制定功能点，覆盖率模块cov对功能点进行采样，比如其中一个功能点是西端数据发送到南端数据，数据位数是32位，数据值是随机发送10个，那么这时候在cov中设置一个仓对应这时候的数据目的地址和功能地址以及具体的每一位数据值范围。当完成传输之后，如果全部击中仓中所设置的数值范围，那么这个功能点的功能覆盖率将达到100%，当代码覆盖率和功能覆盖率都达到了95%以上，那就可以说验证基本达到了完备性。

待验证路由器Router包括五个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，第一端口的代理器记为第一代理器E_agent，第二端口的代理器记为第二代理器W_agent，第三端口的代理器记为第三代理器S_agent，第四端口的代理器记为第四代理器N_agent，第五端口的代理器记为第五代理器L_agent，第五端口为本地端口，第一代理器E_agent、第二代理器W_agent、第三代理器S_agent、第四代理器N_agent和第五代理器L_agent分别通过接口interface与待验证路由器Router连接。

控制层top还包括配置模块，配置模块用于从第一代理器E_agent、第二代理器W_agent、第三代理器S_agent、第四代理器N_agent和第五代理器L_agent中选定一个作为主机代理器，主机代理器之外的代理器作为从机代理器。

主机代理器中驱动器driver和定序器sequencer工作，从机代理器中驱动器driver和定序器sequencer不工作。

sequencer和dirver是一直处在工作状态，driver只要发送完transaction（第一事务数据）就向sequencer提出申请。

一般分为三种情况，sequencer中有transaction，driver没有向sequencer提出发送申请，那么sequencer等待，等到有申请在发送；

sequencer没有transaction，driver提出申请，driver等待，等到sequencer有transaction再发送；

sequencer有transaction，driver提出申请，那么sequencer直接将transaction发送到driver。

monitor检测的是待验证路由器的输出信号，属于硬件类型的信号，包括各个源地址、目的地址、位宽和具体每一位的数据值，它们是单独分开的，而transaction属于软件的通信数据，相当于将上述的数据内容打包成一个类，在软件的验证环境中进行传输。通过monitor中的uvm_analysis_port函数，写入write到scoreboard，传输一次数据发送一次，一次数据包括源地址、目的地址、数据位宽和数据值等。

控制层top包括测试用例库test_lib；测试用例库test_lib包括根据待验证路由器Router的功能建立的正常测试用例、将预设错误注入的错误测试用例test_inject_error和压力测试用例test_stress；正常测试用例用于产生正常激励序列；错误测试用例用于产生错误激励序列；压力测试用例test_stress用于控制一个序列库或多个并行的序列库以设定频率不断产生激励序列，将产生的激励序列发送到待验证路由器Router，激励序列包括正常激励序列和错误激励序列。

计分板（正常激励测试计分板和错误激励测试计分板）的功能用于接收待验证路由器的真实输出值和参考模型的期望输出值，进行对比，比如将源地址为西目的地址为南的数据通过W_agent中的driver发送给路由器的West端口，那么正确的行为应该是S_agent中的monitor检测到路由器的输出数据并打包成transaction发送到计分板中。同时W_agent中的driver也将数据通过interface发送给参考模型，参考模型是一个和待验证路由器功能一致的软件模型，把数据准确无误的将西端口的数据发送到南端口并输出到计分板，此时计分板检查源地址、目的地址、数据位宽和每一位的具体数据是否一致。

下面详细说明本发明一种基于UVM的Router可重用验证平台。

正常测试用例包括正常测试用例test0到正常测试用例testn。

控制层top还包括虚拟序列库vseq_lib，虚拟序列库包含有各个正常虚拟序列vseq0到vseqn以及所设立的错误虚拟序列vseq_inject_error与压力测试虚拟序列vseq_stress。

序列库seq_lib里面包含有产生正常激励的序列seq0到seqn、产生错误激励的序列seq_inject_error与压力测试序列seq_stress。

配置模块congfig用于生成配置待验证路由器不同工种模式的相关数据。

覆盖率模块cov，用于收集仿真过程中的功能覆盖率信息；

计分板scoreboard（包括正常激励测试计分板和错误激励测试计分板），用于分别接收来自五个代理器中的monitor的transaction和来自参考模型model的输出数据（预期输出数据），将五个代理器中的monitor的transaction和来自参考模型model的输出数据进行自动对比。

端口的代理器E_agent，W_agent，S_agent，N_agenth和L_agent用于模拟给待验证路由器Router的东（East）、西(West)、南(South)、北（North）和本地（Local）端口如图2所示。发送数据的主机（主机代理器）或者接收数据的从机（从机代理器），具体配置通过控制层top中的配置模块config发送到各个代理器中。通过配置可以使某一代理器处于主机或者从机的状态。每个代理器中封装有定序器sequencer、驱动器driver和监视器monitor。sequencer用于将序列库seq_lib产生的transaction数据（第一事务数据）发送给dirver，driver根据路由协议将transaction转换成待验证路由能接收的信号。当代理器被配置成从机模式时候，dirver和sequencer停止工作。monitor检测信号将数据打包成transaction数据（第二事务数据）发送到计分板soreboard中与参考模型的输出数据做对比。

接口模块Interface，用于各代理器和待验证路由器Router的数据交互，同时将信号发送到参考模型model中。

参考模型model是用system verilog或者C语音等高级语言实现的和待验证路由器功能一样的组件，用于来和设计的待验证路由器的输出做对比，检测待验证路由功能是否完善。

整个平台通过控制层top中的run_test()函数启动，如图3所示，再通过命令UVM_TESTNAME来指定不用的测试用例如图3的test0等，此时平台通过它的factory机制来例化上述测试用例相关的类，之后又按照UVM中的phase机例化各个组件并且执行各个phase控制平台的执行顺序。

在执行不同的测试用例test时候，会通过raise_objection来启动相应的虚拟序列vseq的开始，通过drop_objection来启动相应的虚拟序列vseq的结束，如图3中的vseq0，这时候虚拟序列vseq通过start()函数对其他的序列seq（seq0-seqn其中一个或者几个序列的任意组合）进行调用（序列seq是用来向指定的sequencer发送事务数据transaction），并且指定对应的代理器中的sequencer组件，这些sequencer的句柄放在vseq中，执行test时候会对这些句柄赋值，此时，seq通过内建函数start_item和finish_item所产生的事务通信类型transaction就会发送到对应的sequencer中。这时候可以通过config模块通过内建函数uvm_config_db来配置各个代理器，来配置路由器Router处于哪种工作模式，例如可以配置W_agent处于主机或者从机模式，test这时候通过给代理器中的driver和sequencer的使能信号enable传递值“1”或者“0”，控制它们此时是否需要工作。这时候可以控制代理器是作为主机还是从机。

当sequencer收到序列seq（seq0-seqn其中一个或者几个序列的任意组合）发来的事务通信类型transaction数据后会将其发送给驱动器driver，这时候驱动器driver会提取transaction中的数据信息并根据待验证路由器Router的时序要求，将数据传输给接口模块interface，继而输送到待验证路由器Router和参考模型model中。此时监视器monitor会一直检测输出的数据信号，并根据时序要求和采样信号值生成对应的transaction数据，再传递给scoreboard模块中。

每个代理器中的monitor采样到数据信号后，还需要将transaction数据传递给覆盖率模块cov，覆盖率模块cov将得到的数据提取信息进行覆盖率统计，来反映验证的完备性。

上述为整个平台的运行机理，本发明还包括一种对于待验证路由器Router的错误注入的方式如图4所示，图4中crc_err表示循环冗余校验错误、sfd_err表示帧首位定界符错误、pre_err表示数据对齐错误。在test_lib中加入inject_error测试用例的基类，inject_err（inject_error）来控制原有的序列seq（seq0-seqn其中一个或者几个的任意组合），seq例化inject_err中某个或多个错误细节的对象，产生transaction；所有的错误细节全部封装在这个错误类中，同时这个作为一个错误注入的基类，后来的开发者都可以在这个基础上进行继承与重载，添加新的错误细节。seq产生的transaction发送到代理器的driver，driver按照原来的方式正常处理transaction。这时候路由器来处理错误的数据类型，检测路由器所作出的响应。

与此同时本发明还包括带有错误注入的计分板（错误激励测试计分板），如图5所示，因为一般驱动器driver将错误注入的时候，设计通常会带有一个错误响应。比如：状态寄存器中任务标记位的组合、错误编码寄存器，中断拉低或者计数器持续拉低等等。这种响应与正常的响应不同，因此soreboard必须要能判断出这种异常。其中所有的错误细节都被封装在一个类中。执行错误测试用例的时候，通过配置模块config，计分板scoreboard此时调用scoreboard_error（错误激励测试计分板）作为计分板。

在测试用例test_lib中，加入了一个用于进行压力测试的test_stress，通过控制一个或多个seq并行产生tansaction不断产生数据包，通过上述运行机理将数据包发送至路由器中来测试路由最大的数据接收能力，test_stress可以通过config配置各个代理器例如将一个端口设为主机模式，其余一个或多个代理器设置为从机模式，进行压力测试，检测一个或者多个端口的数据承载能力，具有高可配置性、灵活性与可重用性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，包括控制层和环境层；所述控制层用于产生正常激励序列和错误激励序列；所述环境层包括待验证路由器、所述待验证路由器端口的代理器、参考模型、正常激励测试计分板和错误激励测试计分板；

所述代理器包括定序器、驱动器和监视器；所述定序器用于接收所述正常激励序列或所述错误激励序列生成的第一事务数据，将所述第一事务数据发送到驱动器；所述驱动器用于根据设定的路由协议对所述第一事务数据进行数据转换后发送到所述待验证路由器；所述监视器用于检测所述待验证路由器的输出信号，将检测到的输出信号打包成第二事务数据，当所述定序器接收的为正常激励序列时将所述第二事务数据发送到所述正常激励测试计分板，当所述定序器接收的为错误激励序列时将所述第二事务数据发送到所述错误激励测试计分板；所述参考模型用于向所述正常激励测试计分板和所述错误激励测试计分板发送预期输出数据；所述正常激励测试计分板用于将接收到的所述第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出正常激励测试分数；所述错误激励测试计分板用于将接收到的所述第二事务数据和预期输出数据进行比较，输出错误激励测试分数；

所述待验证路由器包括五个端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，第一端口的代理器记为第一代理器，第二端口的代理器记为第二代理器，第三端口的代理器记为第三代理器，第四端口的代理器记为第四代理器，第五端口的代理器记为第五代理器，所述第五端口为本地端口，所述第一代理器、所述第二代理器、所述第三代理器、所述第四代理器和所述第五代理器分别通过接口与所述待验证路由器连接。

2.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述代理器还包括覆盖率模块，所述覆盖率模块用于预先存储根据所述控制层产生的正常激励序列或错误激励序列生成的第一事务数据，采集验证过程中对应代理器生成的第一事务数据，并计算采集的第一事务数据与预先存储的第一事务数据的比率。

3.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述控制层还包括配置模块，所述配置模块用于从第一代理器、第二代理器、第三代理器、第四代理器和第五代理器中选定一个作为主机代理器，主机代理器之外的代理器作为从机代理器。

4.根据权利要求3所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述主机代理器中驱动器和定序器工作，所述从机代理器中驱动器和定序器不工作。

5.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述控制层包括测试用例库；所述测试用例库包括根据所述待验证路由器的功能建立的正常测试用例、将预设错误注入的错误测试用例和压力测试用例；所述正常测试用例用于产生所述正常激励序列；所述错误测试用例用于产生所述错误激励序列；所述压力测试用例用于控制一个序列库或多个并行的序列库以设定频率不断产生激励序列，将产生的激励序列发送到所述待验证路由器，所述激励序列包括正常激励序列和错误激励序列。

6.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述第一事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

7.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述第二事务数据包括数据的源地址、数据的目的地址和数据的位宽。

8.根据权利要求1所述的基于UVM的Router可重用验证平台，其特征在于，所述参考模型为与所述待验证路由器具有相同功能的组件。

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