基于UVM的MIPI CSI-2发送端控制器模块验证

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移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)联盟所制定的CSI-2(Camera Serial Interface-2)协议是当今最为主流的摄像头串行接口标准,具有高性能、高扩展性、低功耗、低电磁干扰等特点,被广泛地运用在各种嵌入式设备中。CSI-2接口可以基于MIPI联盟所制定的D-PHY或C-PHY物理层进行实现。目前国内对于CSI-2接口的研究主要还停留在使用D-PHY作为物理层的阶段,对具有更高传输带宽、更低电磁干扰的C-PHY的使用仍占少数,兼容两种物理层的更是鲜有报道。随着摄像头分辨率的不断提升,对摄像头传感器与处理器之间传输带宽的优化越来越有必要。同时基于两种物理层实现的CSI-2接口不仅可以满足越来越高的传输带宽需求,还能向下兼容各种摄像头设备。因此,该种类型接口的设计与实现对整个摄像头芯片行业而言意义重大,与其相关的验证工作也尤为重要。CSI-2协议的可扩展性强、复杂度高,且由于要兼容两种物理层模式,使得验证规格比单一物理层模式下扩大了将近一倍,因此对验证效率和验证完备性提出了更高的要求。对此,本文提出了一种激励可配置的验证方案,基于目前最高效且最完备的通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)搭建了一个可重用的验证平台,并采取覆盖率驱动的验证方式完成了对基于D-PHY和C-PHY两种物理层实现的MIPI CSI-2发送端控制器的功能验证。验证过程中,首先对CSI-2协议规范与待验设计具体的设计架构进行了深入的分析。在此基础上提取出验证特性,并进一步细分出完备的功能测试点。随后根据验证需求,采用层次化封装的理念,完成验证平台的搭建并编写测试用例。最后,围绕功能测试点进行了功能覆盖率建模。根据功能覆盖率的收集情况系统地管理验证过程,并针对性地对未覆盖的功能测试点进行进一步验证。为提升验证的效率,本文设计了可配置化的激励生成机制。通过从命令行向序列和测试用例传递变量参数的方式,构造出各种不同的激励向量。基于这种机制,在使用同一条测试用例的情况下,通过配置不同的参数即可满足各种测试需求。经过大量的验证测试,本项目最终收集到的代码覆盖率为99.76%,功能覆盖率为100%,符合功能验证的验收目标,为后续芯片的成功投片提供了质量上的保证。搭建的验证平台层次清晰,可扩展性强,部分组件已被重用到系统级的验证环境中。测试用例可灵活配置,节约了验证的工作量,提高了验证的效率。
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