一种以太网芯片的数模混合仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种以太网芯片的数模混合仿真方法及系统，通过构建仿真验证平台形成仿真验证框架，并将模拟模型集成至仿真验证平台中，依次调用第一行为模型和第二行为模型实现数模混合仿真验证，不仅能够有效检查数模接口以及数模之间的连接，还能在软硬件协同工作的基础上覆盖数字电路和模拟电路部分的配合交互，快速有效地帮助发现芯片设计上存在的问题，确认数模混合芯片整体设计是否满足要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种以太网芯片的数模混合仿真方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及芯片仿真验证
，具体涉及一种以太网芯片的数模混合仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]当下以太网已成为现代高性能计算数据中心服务器间通信的事实标准，随着高性能计算不断增加的带宽需求演进，以太网互连和物理层（Physical Layer，PHY）技术也在不断更新变革。以太网数据帧通过各种通道和介质类型在多个服务器单元之间传输，以太网系统中完整的媒体接入控制器（Media Access Control，MAC）和物理层（Physical Layer，PHY）方案则可以缩短设计周期时间并提供差异化的性能，这些部件对于系统芯片性能起到十分重要的作用。
[0003]从硬件上来说，MAC模块为纯数字电路，而PHY模块都是模数混合电路，负责接收电、光这类模拟信号，经过解调和A/D转换后通过MII接口（介质独立接口）将信号交给MAC进行处理。整体而言，必然包含了数模混合信号SOC的设计和应用，进而才能实现完整的系统功能。
[0004]然而在这样的SOC（System on Chip，系统级芯片）数模混合设计中依然存在的一些问题和挑战，其中，最大的困难在于如何进行快速有效的验证。由于目前系统设计中数字部分仍然占据着主要部分，常用的SOC集成验证大多数采用纯数字逻辑仿真的形式来进行。数字逻辑仿真速度快，无精度要求，可进行大规模集成电路的仿真验证，并且可以进行一些方法学的适用来加强验证的有效性和完备性。而模拟电路的验证则大多采用的是晶体管级的仿真，晶体管级的仿真精度要求高，速度慢，由于仿真效率较低验证的规模往往容易受限。二者之间的差别所带来的矛盾造成了具有数模混合信号IP的SOC验证的发展瓶颈。
[0005]传统的数字和模拟电路部分由于分开设计并且各自具有一定的独立性，在完成对AMS IP的SOC逻辑集成后，通常采用的方法可以是保留数字部分的RTL代码，同时对模拟的部分进行逻辑上的建模，保留其IO端口信号，用逻辑建模反映出模拟部分的特性等，或者对AMS IP建立一个整体性的行为描述模型，如完全用verilog/VHDL描述AMS IP的逻辑功能和特性，这样的行为模型虽然能便于系统集成后的仿真和验证，但没有统一的验证平台来保证行为级模型与模拟部分的功能一致性，并且这样的方式不能完整反映SOC集成后电路特性上的现象和指标，因此传统的验证方法存在一定的局限性。
[0006]基于此背景，本专利提出一种在switch芯片中联合PHY模拟部分进行仿真的方法，能够快速有效地帮助发现数模混合芯片中设计存在的问题。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术实施例提供一种以太网芯片的数模混合仿真方法及系统，以解决现有技术中无法快速、有效地发现数模混合芯片设计中存在缺陷的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
根据本专利技术实施例的第一方面，本申请实施例提供了一种以太网芯片的数模混合仿真方法，所述方法包括：构建仿真验证平台，形成仿真验证框架；在所述仿真验证平台中修改文件列表和例化物理层部分，将模拟模型集成至所述仿真验证平台中，所述模拟模型包括：第一行为模型和第二行为模型；逐步按照目标测试计划，构造针对性激励，覆盖各个功能场景的检查；基于针对性激励，调用所述第一行为模型，运行第一阶段仿真验证；所述第一阶段仿真验证运行完成后，判断第一阶段仿真验证是否通过；若第一阶段仿真验证结果通过，调用所述第二行为模型，运行第二阶段仿真验证；输出最终的仿真验证结果。
[0009]进一步地，构建仿真验证平台，形成仿真验证框架，包括：根据以太网业务协议构建UVM验证环境；在所述UVM验证环境中嵌入待测设计代码以及针对软、硬件接口的配置通路；所述配置通路用于实现软、硬件协同的全流程处理。
[0010]进一步地，所述仿真验证框架包括：发包器，用于向驱动器和计分板发送第一验证数据；驱动器，用于将接收到的第一验证数据发送至待验证设计，并激励模拟模型，利用所述第一验证数据对待验证设计运行仿真验证；监视器，用于在待验证设计仿真验证最终端口处监测、接收第二验证数据，并将接收到的第二验证数据转发至计分板；计分板，用于针对同一验证数据流对比所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容；用于针对同一验证数据流对比所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容；如果所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容一致，则仿真验证通过；如果所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容不一致，则仿真验证不通过；固件，用于加载固件版本；调用接口，用于在不同程序语言间实现方法的调用；断言检查器，用于检查接口和设计内部的一些关键时序的检查。
[0011]作为本申请的一优选实施例，利用所述第一验证数据对待验证设计运行仿真验证，包括：所述待验证设计包括物理层部分、媒体接入控制器部分、多路转换器、交换核心部分；所述物理层部分包括至少一个物理层单元，所述媒体接入控制器部分包括至少一个媒体接入控制器；所述物理层单元和所述媒体接入控制器的数量相同，并通过多路转换器一一对应双向交互接通；所述交换核心部分分布在媒体接入控制器部分侧端；基于所述配置通路，在物理层部分和媒体接入控制器部分之间进行第一验证数据环回传输，使第一验证数据的传输路径覆盖所有的数字电路部分和模拟电路部分交互配合。
[0012]进一步地，基于所述配置通路，在物理层部分和媒体接入控制器部分之间进行第
一验证数据环回传输，使第一验证数据的传输路径覆盖所有的数字电路部分和模拟电路部分交互配合，包括：由所述驱动器将原始的第一验证数据输入信号经所述多路转换器激励输入物理层单元；在所述物理层单元侧端，通过第一环回将所述第一验证数据由该物理层单元的信号发射端口转送至下一个物理层单元的信号接收端口；将从物理层单元接收端口接收到的第一验证数据经所述多路转换器传输至与该物理层单元相对应的媒体接入控制器；在媒体接入控制器侧端，通过第二环回将所述第一验证数据经所述交换核心部分后再次回传至该媒体接入控制器；将回传至所述媒体接入控制器的第一验证数据经所述多路转换器回传至与该媒体接入控制器相对应的物理层单元；在所述物理层单元侧端，将回传至所述物理层单元的所述第一验证数据，通过第一环回由该物理层单元的信号发射端口转送至下一个物理层单元的信号接收端口，进行下一轮的验证数据环回传输；直到将验证数据的传输路径覆盖所有的物理层单元和媒体接入控制器，完成验证数据环回传输。
[0013]进一步地，基于针对性激励，调用所述第一行为模型，运行第一阶段仿真验证，包括：利用EDA（Electronic design automation，电子设计自动化）仿真工具调用所述第一行为模型；在环境顶层中完成物理层部分的初始激励和初始化环节处理；加入待测试的时钟抖动，以便针对频率偏移场景下产生的结果进行验证；对待关注部分设置结点监控检查，以便针对待关注部分在各个场景下产生的结果进行验证；加载固件版本，所述固件版本包括：针对物理层部分、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，所述方法包括：构建仿真验证平台，形成仿真验证框架；在所述仿真验证平台中修改文件列表和例化物理层部分，将模拟模型集成至所述仿真验证平台中，所述模拟模型包括：第一行为模型和第二行为模型；逐步按照目标测试计划，构造针对性激励，覆盖各个功能场景的检查；基于针对性激励，调用所述第一行为模型，运行第一阶段仿真验证；所述第一阶段仿真验证运行完成后，判断第一阶段仿真验证是否通过；若第一阶段仿真验证结果通过，调用所述第二行为模型，运行第二阶段仿真验证；输出最终的仿真验证结果。2.如权利要求1所述的一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，构建仿真验证平台，形成仿真验证框架，包括：根据以太网业务协议构建UVM验证环境；在所述UVM验证环境中嵌入待测设计代码以及针对软、硬件接口的配置通路；所述配置通路用于实现软、硬件协同的全流程处理。3.如权利要求2所述的一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，所述仿真验证框架包括：发包器，用于向驱动器和计分板发送第一验证数据；驱动器，用于将接收到的第一验证数据发送至待验证设计，并激励模拟模型，利用所述第一验证数据对待验证设计运行仿真验证；监视器，用于在待验证设计仿真验证最终端口处监测、接收第二验证数据，并将接收到的第二验证数据转发至计分板；计分板，用于针对同一验证数据流对比所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容；如果所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容一致，则仿真验证通过；如果所述第一验证数据和所述第二验证数据的收发报文内容不一致，则仿真验证不通过；固件，用于加载固件版本；调用接口，用于在不同程序语言间实现方法的调用；断言检查器，用于检查接口和设计内部的一些关键时序的检查。4.如权利要求3所述的一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，利用所述第一验证数据对待验证设计运行仿真验证，包括：所述待验证设计包括物理层部分、媒体接入控制器部分、多路转换器、交换核心部分；所述物理层部分包括至少一个物理层单元，所述媒体接入控制器部分包括至少一个媒体接入控制器；所述物理层单元和所述媒体接入控制器的数量相同，并通过多路转换器一一对应双向交互接通；所述交换核心部分分布在媒体接入控制器部分侧端；基于所述配置通路，在物理层部分和媒体接入控制器部分之间进行第一验证数据环回传输，使第一验证数据的传输路径覆盖所有的数字电路部分和模拟电路部分交互配合。5.如权利要求4所述的一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，基于所述配置通路，在物理层部分和媒体接入控制器部分之间进行第一验证数据环回传输，使第一验证数据的传输路径覆盖所有的数字电路部分和模拟电路部分交互配合，包括：
由所述驱动器将原始的第一验证数据输入信号经所述多路转换器激励输入物理层单元；在所述物理层单元侧端，通过第一环回将所述第一验证数据由该物理层单元的信号发射端口转送至下一个物理层单元的信号接收端口；将从物理层单元接收端口接收到的第一验证数据经所述多路转换器传输至与该物理层单元相对应的媒体接入控制器；在媒体接入控制器侧端，通过第二环回将所述第一验证数据经所述交换核心部分后再次回传至该媒体接入控制器；将回传至所述媒体接入控制器的第一验证数据经所述多路转换器回传至与该媒体接入控制器相对应的物理层单元；在所述物理层单元侧端，将回传至所述物理层单元的所述第一验证数据，通过第一环回由该物理层单元的信号发射端口转送至下一个物理层单元的信号接收端口，进行下一轮的验证数据环回传输；直到将验证数据的传输路径覆盖所有的物理层单元和媒体接入控制器，完成验证数据环回传输。6.如权利要求5中所述的一种以太网芯片的数模混合仿真方法，其特征在于，基于针对性激励，调用所述第一行为模型，运行第一阶段仿真验证，包括：利用EDA仿真工具调用所述第一行为模型；在环境顶层中完成物理层部分的初始激励和初始化环节处理；加入待测试的时钟抖动，以便针对频率偏移场景下产生的结果进行验证；对待关注部分设置结...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵广浩，严皓，刘聪，郭雄飞，刘鹏，
申请(专利权)人：南京金阵微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：