验证最终设计的正确性,对设计复杂的芯片起到了关键性的保证作用。有资料显示,芯片一次投片成功率只有35%左右,造成芯片重复投片的主要原因就是验证不够充分。随着设计规模的不断增大,验证的工作量和复杂度以更高的速度增加。设计正确性的验证引起了学术界和工业界的广泛关注,成为了研究热点。 本论文来源于西北工业大学航空微电子中心承担的国防十五预研项目(项目编号41308010307),作者参与完成了完成PC/104工控系统SoC芯片“龙腾S2”的设计,负责其中微处理器核的整数执行部件的设计与实现,负责提出“龙腾S2”的验证方案,完成软件验证平台和FPGA原型验证平台的设计。 本论文的主要研究工作如下: 1.详细分析了当前工业界常用的验证方法、Testbench以及验证策略,根据“龙腾S2”设计的特点以及需要,提出了“龙腾S2”的验证策略并确定验证方法。 2.以处理器核中的整数执行部件(IEU)为例,详细分析了代码覆盖、代码检查、功能验证等验证手段,确定了在“龙腾S2”的模块级验证中应采取的验证方法和策略。 3.建立了“龙腾S2”中的微处理器核的验证平台,确定了微处理器核验证的方法和策略。根据微处理器核的指令集特点,设计指令伪随机生成的方法,并利用参考模型对处理器进行伪随机激励验证。 4.基于模块级验证的环境,设计了一种活芯BIOS结构,建立了“龙腾S2”的软件验证平台。利用活芯BIOS结构给处理器提供指令流,同时通过编程验证环境中的组成单元来构造验证场景。 5.设计了FPGA原型验证平台,并确定了FPGA验证的策略。 PC/104工控系统SoC芯片“龙腾S2”集成了486DX4兼容的微处理器以及系统控制器和外设控制器、看门狗等。本文建立的“龙腾S2”验证平台,对于该芯片的设计验证提供了保证,对于同类SoC的设计验证具有很高的参考价值。