一种数字芯片功能验证方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种数字芯片功能验证方法及系统，用于解决现有技术中存在的验证准确度低的技术问题，本发明专利技术考虑了应用系统环境因素和故障信息对验证结果的影响，验证方法步骤为：模拟应用系统环境信息；模拟故障信息；根据待验证设计的设计规范生成基础测试向量；将环境信息及故障信息与基础测试向量整合；将整合后的向量输入给待验证设计，得到输出响应；将输出响应输入给数字芯片功能验证平台，检验输出响应的正确性，得出验证结论；验证系统包括首尾相连的数字芯片功能验证平台和待验证设计，数字芯片功能验证平台输出端连有整合模块，整合模块输入端连接有应用系统环境信息模拟模块和故障信息模拟模块，整合模块输出端连接到待验证设计输入端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字芯片验证领域，涉及一种考虑应用系统环境因素和故障信息的数字芯片功能验证方法及系统，可用于与数字芯片相关的

技术介绍
在集成电路设计中，描述芯片功能与规格参数的设计规范通常被作为设计起点，而基于该设计规范，设计人员随后会使用Verilog、VHDL等硬件描述语言(HDL)，在寄存器传输级(RTL)这一抽象等级上将设计进行实现。设计结果通常会以HDL代码的形式呈现出来，HDL代码将会描述芯片如何操作数据，来使得数据能够正确地在电路的输入、输出以及时钟寄存器之间流动。芯片设计完成后必须进行验证，芯片验证的主要任务就是使用机器语言构建软件测试平台(Testbench)来检查HDL代码或者门级电路网表是否符合所有的设计规范。芯片验证在芯片设计中占据着不可忽视的作用，它已经逐渐成为产品上市的瓶颈。在芯片设计阶段，如果没有进行充分的功能验证，设计中所存在的漏洞就很难在后面的物理设计阶段被发现，而只能在流片之后才会被测试出来，这就导致设计成本的严重攀升和芯片上市时间的延迟。因此，从成本和上市时间的角度来考虑，通过芯片验证发现漏洞在整个设计流程中至关重要。芯片的设计空间中往往存在隐性漏洞，这些隐性漏洞在芯片接口接收到的信号质量正常时不会体现出来。然而，随着现代的电子设计和芯片制造技术的飞快发展，电子产品的复杂度、时钟和总线频率等都呈快速上升趋势，高速系统的信号完整性问题日益凸显，芯片工作时的应用系统环境也愈发恶劣。芯片在其接口处实际接收到的信号常常不再是较为理想的信号，而是受到应用系统环境的影响，变成了存在相对延时或脉冲等信号完整性问题的信号。这时，在接口信号质量正常时不会被体现出来的隐性漏洞就会被激发，从而导致芯片发生故障而无法体现其应有的特性，更严重的还会导致整个电路系统无法工作。这就要求在数字芯片的功能验证时就应提早发现这种隐性漏洞，以造成避免进一步的损失。现有的数字芯片功能验证方法包括以下步骤：步骤一，针对待验证设计(DUV)的设计规范信息，按照其接口生成测试向量；步骤二，将步骤一生成的测试向量施加到DUV的接口上，并捕捉DUV的输出响应；步骤三，检验DUV的输出响应数据的正确性，得出验证结论。依照现有的验证方法，在验证时并没有考虑芯片工作时应用系统环境以及故障信息的影响，因此施加给DUV接口的信号是理想信号，并没有考虑芯片在复杂应用系统环境下所可能遇到的信号完整性问题，从而使得芯片的验证准确度低。这就可能会导致在验证完毕后，芯片设计中存在的隐性漏洞没有被找出，则给芯片的测试与实际使用也带来了隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种数字芯片功能验证方法及系统，用于解决现有技术中存在的验证准确度低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种数字芯片功能验证方法，包括以下步骤：(1)应用系统环境模拟模块模拟待验证芯片工作时的应用系统环境信息，得到量化后的应用系统环境信息；(2)故障信息模拟模块模拟待验证芯片工作时可能出现的故障信息，得到量化后的故障信息；(3)数字芯片功能验证平台根据待验证设计的设计规范信息生成基础测试向量；(4)整合模块将步骤(1)和步骤(2)中得到的经量化的应用系统环境信息以及故障信息添加给步骤(3)中得到的基础测试向量，得到最终测试向量；(5)整合模块将步骤(4)中得到的最终测试向量输入给待验证设计的输入端，得到待验证设计的输出响应；(6)数字芯片功能验证平台获取待验证设计的输出响应，并检验该输出响应的正确性，得出验证结论。一种数字芯片功能验证系统，包括首尾相连的数字芯片功能验证平台和待验证设计，其中：数字芯片功能验证平台，用于根据待验证设计的设计规范生成基础测试向量，并捕捉待验证设计的输出响应，同时检验待验证设计输出响应的正确性；待验证设计，用于接收整合模块的输出向量，得到输出响应；所述数字芯片功能验证平台的输出端与待验证设计的输入端之间连接有整合模块，该整合模块的输入端连接有应用系统环境信息模拟模块和故障信息模拟模块，其中，应用系统环境信息模拟模块用于模拟芯片的应用系统环境，生成量化后的应用系统环境信息；故障信息模拟模块，用于模拟芯片工作时可能出现的故障信息，生成量化后的故障信息；整合模块用于将数字芯片功能验证平台、应用系统环境模拟模块和故障信息模拟模块所输出的信息进行整合。上述数字芯片功能验证系统，所述数字芯片应用系统环境模拟模块，包括依次相连的理想测试向量输出接口模块、应用系统环境信息产生模块、待验证芯片模型输入接口模块和阈值门限转换模块，其中：理想测试向量输出接口模块，用于使用相应接口模型对向待验证设计输送激励的芯片接口进行模拟，并输出符合该芯片输出接口特性的模拟信号；应用系统环境信息产生模块，用于对待验证设计的应用系统环境进行模拟，并将产生的系统环境信息添加到理想测试向量输出接口模块输出的模拟信号中；待验证芯片模型输入接口模块，用于通过接口模型对待验证设计的输入接口进行模拟，并接收应用系统环境信息产生模块输出的信号，输出符合待验证设计输入接口特性的包含应用环境信息的模拟信号；阈值门限转换模块，用于根据接口的阈值门限电压值将待验证芯片模型输入接口模块所输出的模拟信号转换为数字信号。上述数字芯片功能验证系统，所述数字芯片功能验证平台，是指基于各种验证方法学所搭建的软件验证平台。上述数字芯片功能验证系统，所述的待验证设计，是指待验证数字芯片的寄存器传输级模型、或行为级模型或综合网表文件。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术由于在数字芯片功能验证时，通过对应用系统环境以及故障信息的模拟，使得待验证设计的输入向量除了基础测试向量信息外，还包含环境信息以及故障信息，可以有效地发现一些芯片中存在的隐性漏洞，因而对数字芯片功能的验证更加全面，与现有技术相比，提高了数字芯片功能验证的准确度与可信度。附图说明图1为本专利技术验证方法的实现流程框图；图2为本专利技术验证系统的结构示意图；图3为本专利技术应用系统环境信息模拟模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步具体的描述。参照附图1：本专利技术的数字芯片功能验证方法通过一定的方法和软件仿真模拟其真实的系统环境以及故障信息对接口接收到的理想激励的影响，将系统环境信息以及故障信息所带来的信号完整性问题整合到基础测试向量中，从而以包含系统环境信息以及故障信息的测试向量来验证待验证设计(DUV)的时序和功能的正确性，具体步骤如下：步骤1.应用系统环境模拟模块模拟待验证芯片工作时的应用系统环境信息，得到量化后的应用系统环境信息。步骤1a.应用系统环境模拟模块根据应用系统的板级设计文件和该应用系统内芯片设计的接口模型，利用信号完整性仿真工具模拟应用系统环境对输入信号的影响，得到待验证设计输入接口处接收到的模拟信号波形。该步骤具体做法为：首先根据使用的仿真工具准备好应用系统设计文件，以及应用系统内所有芯片的接口模型。本专利技术中使用Cadence公司的PCBSI软件及Sigrity软件作为信号完整性仿真工具，故应准备好brd格式的PCB版图文件以及相应芯片的IBIS模型。准备完毕后，在仿真工具中加载芯片的IBIS模型，并设置仿真参数与观测参数。设置完毕后即可对应用系统环境进行模拟仿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字芯片功能验证方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)应用系统环境模拟模块模拟待验证芯片工作时的应用系统环境信息，得到量化后的应用系统环境信息；(2)故障信息模拟模块模拟待验证芯片工作时可能出现的故障信息，得到量化后的故障信息；(3)数字芯片功能验证平台根据待验证设计的设计规范信息生成基础测试向量；(4)整合模块将步骤(1)和步骤(2)中得到的经量化的应用系统环境信息以及故障信息添加给步骤(3)中得到的基础测试向量，得到最终测试向量；(5)整合模块将步骤(4)中得到的最终测试向量输入给待验证设计的输入端，得到待验证设计的输出响应；(6)数字芯片功能验证平台获取待验证设计的输出响应，并检验该输出响应的正确性，得出验证结论。

【技术特征摘要】
1.一种数字芯片功能验证方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)应用系统环境模拟模块模拟待验证芯片工作时的应用系统环境信息，得到量化后的应用系统环境信息；(2)故障信息模拟模块模拟待验证芯片工作时可能出现的故障信息，得到量化后的故障信息；(3)数字芯片功能验证平台根据待验证设计的设计规范信息生成基础测试向量；(4)整合模块将步骤(1)和步骤(2)中得到的经量化的应用系统环境信息以及故障信息添加给步骤(3)中得到的基础测试向量，得到最终测试向量；(5)整合模块将步骤(4)中得到的最终测试向量输入给待验证设计的输入端，得到待验证设计的输出响应；(6)数字芯片功能验证平台获取待验证设计的输出响应，并检验该输出响应的正确性，得出验证结论。2.根据权利要求1所述的数字芯片功能验证方法，其特征在于，步骤(1)中所述的量化后的应用系统环境信息和步骤(2)中所述的量化后的故障信息，包括信号的相对延时、脉冲位置、脉冲宽度、脉冲数量信息。3.根据权利要求1所述的数字芯片功能验证方法，其特征在于，步骤(1)所述的模拟待验证芯片工作时的应用系统环境信息，实现步骤为：(1a)应用系统环境模拟模块根据应用系统的板级设计文件和该应用系统内芯片设计的接口模型，利用信号完整性仿真工具模拟应用系统环境对输入信号的影响，得到待验证设计输入接口处接收到的模拟信号波形；(1b)应用系统环境模拟模块根据待验证设计输入接口的信号阈值门限电压，利用信号转换工具，将得到的模拟信号波形转换为数字信号波形，并提取该数字信号波形的特征信息。4.一种数字芯片功能验证系统，其特征在于，包括首尾相连的数字芯片功能验证平台和待验证设计，其中：数字芯片功能验证平台，用于根据待验证设计的设计规范生成基础测试向量，并捕捉待验证设计的输出响应，同时检验待验证设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：史江义，李钊，缪磊，马佩军，古生霖，舒浩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61