一种可重用的仿真验证平台及仿真验证方法技术

本发明专利技术涉及一种可重用的仿真验证平台及仿真验证方法，属于FPGA产品功能仿真验证技术领域，解决了现有定向测试中存在的人工介入过多、工作量大、验证平台重用性低的问题。包括DUT以及验证组件，验证组件包括参数配置模块、测试用例模块、外存储代理器、通道代理器和MPU功能模型，参数配置模块用于配置其他验证组件的参数；测试用例模块用于接收参数配置模块发送的环境参数，并统一调度外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型的激励序列；外存储代理器用于存储DUT内部的寄存器配置数据；通道代理器用于模拟DUT的外部通道；MPU功能模型用于根据测试用例模型的测试需求与DUT进行交互。本发明专利技术设计的仿真验证平台具有可重用、易扩展等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可重用的仿真验证平台及仿真验证方法
本专利技术涉及FPGA产品功能仿真验证
，尤其涉及一种可重用的仿真验证平台及仿真验证方法。
技术介绍
由于FPGA具有超越微处理器和软件系统的优势，国内外多家核电仪控厂商将FPGA技术用于多样性驱动系统。当前基于FPGA技术的仪控系统在国内核电领域尚无成熟应用经验，为此核电业主和核监管机构都要求对FPGA技术的仪控产品进行严格的验证与确认，以保证其质量和可靠性。对FPGA产品进行功能仿真是验证其正确性及安全性的重要手段。功能仿真验证是FPGA研发流程中最复杂、耗时的环节，平均约占整个研发周期的60-70％，加之产品上线需求的紧迫性，功能仿真验证己成为当下制约FPGA设计流程的瓶颈。因此，如何高效、全面地对FPGA产品功能进行测试，是本领域技术人员需要解决的问题。传统的仿真验证方法存在验证周期长、验证平台重用性低、自动化水平不高等问题。Accellera组织推出的通用验证方法学UVM(UniversalVerificationMethodology)是验证领域一种新兴的验证方法学，它综合了以往众多验证方法学的优点，代表验证界的最新发展。UVM对传统仿真验证方法进行了改进，它采用层次化建模方法，通过组件重用，缩短验证平台搭建时间；采用受约束随机激励，便于实现自动化测试，提高验证效率。核电仪控系统中的FPGA器件，在系统中发挥着重要作用，因此需要搭建基于UVM的可重用的验证平台来对其进行高效、完备的验证。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种可重用仿真验证平台及仿真验证方法，用以解决现有定向测试中存在的人工介入过多、工作量大、验证平台重用性低的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种可重用的仿真验证平台，包括DUT以及验证组件，所述验证组件包括参数配置模块、测试用例模块、外存储代理器、通道代理器和MPU功能模型，所述参数配置模块，用于配置测试用例模块中所需的环境参数；还用于初始化所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型中的参数；所述测试用例模块，用于接收所述参数配置模块发送的环境参数，完成随机化序列的构建，并统一调度所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型的激励序列；所述外存储代理器，用于存储DUT内部的寄存器配置数据；所述DUT，在接收到外存储代理器发送的配置数据后，进行DUT内部相应寄存器的配置；还用于实现通道采集或输出及与MPU功能模型的通信。所述通道代理器，用于模拟DUT的外部通道，协助DUT完成采集或完成输出评价；所述MPU功能模型，用于根据测试用例模型的测试需求与DUT进行交互。本专利技术有益效果如下：本专利技术设计的仿真验证平台，采用模块化结构，便于验证组件复用。既可横向复用，供其它项目使用；也可纵向复用，满足同项目中更高层级的集成。具有可重用、易扩展特点，可以快速搭建验证平台，通过约束产生随机激励，验证不同配置或不同类型IO产品的FPGA器件的功能，可显著提高FPGA产品验证的效率和质量。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述测试用例模块包括序列产生器、虚拟定序器，所述序列产生器，用于产生所述外存储代理器、MPU功能模块、通道代理器所需的激励序列；所述虚拟定序器，用于将所述外存储代理器的激励序列发送至所述外存储代理器中的第一定序器，还用于将所述MPU功能模块的激励序列发送至所述MPU功能模块中的应用层序列生成器，还用于将所述通道代理器的激励序列发送至所述通道代理器中的第二定序器。采用上述进一步方案的有益效果是：通过测试用例模块生成激励序列，对验证组件中的其他模块进行调度，不同的测试场景使用不同的序列组合，用于验证不同的功能。进一步，所述外存储代理器包括第一定序器、第一驱动器、第一监视器，所述第一定序器，用于将接收自测试用例模块中虚拟定序器的激励序列发送至第一驱动器；所述第一驱动器，用于将所接收的激励序列由事务转化成逻辑信号，并通过总线将所述逻辑信号发送至DUT；所述第一监视器，用于接收所述逻辑信号，并转化成事务，进行协议检查和数据比对，监控总线行为。采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用UVM方法学设计外存储代理器，能够保证外存储代理器实现驱动存储数据到DUT、监控总线行为的功能。进一步，所述通道代理器包括第二定序器、第二驱动器、第二监视器，所述第二定序器，用于当通道代理器为输出型时，将通道激励序列发送至第二驱动器；所述第二驱动器，用于将来自第二定序器的激励序列由事务转化成逻辑信号，并驱动到所述被测DUT的通道输入端口；所述第二监视器，用于当通道代理器为输入型时，采集监视来自DUT的通道信号。采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用UVM方法学设计通道代理器，能够保证通道代理器实现驱动信号、监控总线行为的功能。其中DUT为输入类时，如AI及DI类的DUT，通道代理器主要由第二定序器及第二驱动器发挥作用；当DUT为输出类时，如AO及DO类的DUT，通道代理器主要由监视器发挥作用。进一步，所述通道代理器按照输入输出类型包括：外部DAC代理器、外部ADC代理器、外部DI输入通道代理器、外部DO输出通道代理器。采用上述进一步方案的有益效果是：针对四类输入输出类型产品的应用场景，开发相应类型的外围通道代理器。在进行验证时，需在参数配置阶段进行通道代理器输入输出类型配置，选择相应产品类型的测试用例序列，进而开展相应类型产品的验证。进一步，所述MPU功能模块包括物理层代理器、数据链路层模块、应用层模块，其中，所述物理层代理器包括：总线定序器、总线驱动器、总线监视器；所述数据链路层模块包括：数据链路层序列生成器、数据链路层序列、数据链路层定序器；所述应用层模块包括：应用层序列生成器、应用层序列、应用层定序器。采用上述进一步方案的有益效果是：MPU功能模块是复杂功能的器件，本专利技术提供的MPU功能模块可满足与FPGA通信交互、采集或输出数据处理等功能，MPU功能模块的核心功能是模拟自定义协议，所述自定义协议具体指DUT与MPU功能模块进行通信所需的自定义协议。在本专利技术的另一具体实施例中，提供了一种使用所述仿真验证平台的仿真验证方法，所述方法步骤如下：上电复位并初始化待测DUT；配置通道代理器，确定待测DUT的外围通道模型；完成MPU功能模型对DUT的通信配置；通信配置完成后，DUT与MPU进行正常的周期通信，DUT与通道代理器进行采集或输出交互，MPU接收DUT的回传数据，并根据所述回传数据实现仿真验证。本专利技术有益效果如下：本专利技术通过给出使用仿真验证平台使用方法，便于本领域的技术人员使用本专利技术设计的仿真验证平台，同时进一步验证了本专利技术仿真验证平台的可重用、易扩展特点，能够验证不同配置或不同类型IO产品的FPGA器件的功能，可显著提高FPGA产品验证的效率和质量。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述上电复位并初始化待测DUT进一步包括：上电复位完成后，检查待测DUT在位状态、机箱、槽位号是否初始化成功；若成功，由测试用例模块控制外存储代理器，将所述外存储代理器内部存储的寄存器配置数据发送至待测DUT；所述配置通道代理器，确定待测DUT的外围通道模型进一步包括：利用参数配置模块将环境参数发送至测试用例模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重用的仿真验证平台，其特征在于，包括DUT以及验证组件，所述验证组件包括参数配置模块、测试用例模块、外存储代理器、通道代理器和MPU功能模型，所述参数配置模块，用于配置测试用例模块中所需的环境参数；还用于初始化所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型中的参数；所述测试用例模块，用于接收所述参数配置模块发送的环境参数，完成随机化序列的构建，并统一调度所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型的激励序列；所述外存储代理器，用于存储DUT内部的寄存器配置数据；所述DUT，在接收到外存储代理器发送的配置数据后，进行DUT内部相应寄存器的配置；还用于实现通道采集或输出及与MPU功能模型的通信。所述通道代理器，用于模拟DUT的外部通道，协助DUT完成采集或完成输出评价；所述MPU功能模型，用于根据测试用例模型的测试需求与DUT进行交互。

【技术特征摘要】
1.一种可重用的仿真验证平台，其特征在于，包括DUT以及验证组件，所述验证组件包括参数配置模块、测试用例模块、外存储代理器、通道代理器和MPU功能模型，所述参数配置模块，用于配置测试用例模块中所需的环境参数；还用于初始化所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型中的参数；所述测试用例模块，用于接收所述参数配置模块发送的环境参数，完成随机化序列的构建，并统一调度所述外存储代理器、通道代理器、MPU功能模型的激励序列；所述外存储代理器，用于存储DUT内部的寄存器配置数据；所述DUT，在接收到外存储代理器发送的配置数据后，进行DUT内部相应寄存器的配置；还用于实现通道采集或输出及与MPU功能模型的通信。所述通道代理器，用于模拟DUT的外部通道，协助DUT完成采集或完成输出评价；所述MPU功能模型，用于根据测试用例模型的测试需求与DUT进行交互。2.根据权利要求1所述的可重用的仿真验证平台，其特征在于，所述测试用例模块包括序列产生器、虚拟定序器，所述序列产生器，用于产生所述外存储代理器、MPU功能模块、通道代理器所需的激励序列；所述虚拟定序器，用于将所述外存储代理器的激励序列发送至所述外存储代理器中的第一定序器，还用于将所述MPU功能模块的激励序列发送至所述MPU功能模块中的应用层序列生成器，还用于将所述通道代理器的激励序列发送至所述通道代理器中的第二定序器。3.根据权利要求2所述的可重用的仿真验证平台，其特征在于，所述外存储代理器包括第一定序器、第一驱动器、第一监视器，所述第一定序器，用于将接收自测试用例模块中虚拟定序器的激励序列发送至第一驱动器；所述第一驱动器，用于将所接收的激励序列由事务转化成逻辑信号，并通过总线将所述逻辑信号发送至DUT；所述第一监视器，用于接收所述逻辑信号，并转化成事务，进行协议检查和数据比对，监控总线行为。4.根据权利要求3所述的可重用的仿真验证平台，其特征在于，所述通道代理器包括第二定序器、第二驱动器、第二监视器，所述第二定序器，用于当通道代理器为输出型时，将通道激励序列发送至第二驱动器；所述第二驱动器，用于将来自第二定序器的激励序列由事务转化成逻辑信号，并驱动到所述被测DUT的通道输入端口；所述第二监视器，用于当通道代理器为输入型时，采集监视来自DUT的通道信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张运涛，吕秀红，冀建伟，齐敏，黄君龙，曹宗生，吴飞，董玲玲，
申请(专利权)人：北京广利核系统工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11