基于UVM的FPGA代码功能验证技术研究.pdf

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1、硕士学位论文基于UVM的FPGA代码功能验证技术研究ResearchonFPGACodeFunctionVerificationBasedonUVM鞠志敏哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP312学校代码：10213国际图书分类号：004.4密级：公开工学硕士学位论文基于UVM的FPGA代码功能验证技术研究硕士研究生：鞠志敏导师：尹洪涛申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TP312U.D.C.:004.4ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonFPGACodeFunctionVerificationBasedonUVMCandidate：JuZhiminSupervisor：YinHongtaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：Departmentof

3、AutomaticTestandControlDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要FPGA作为电子设计领域广泛使用的器件，其设计复杂性逐步提高。由于FPGA经常采用的基于Testbench功能验证方式，不能满足日渐复杂设计的稳定性和可靠性的需求。本文将集成电路验证中的通用验证方法学—UVM引入FPGA代码功能验证领域，对基于UVM的FPGA

4、代码功能验证平台的设计方法以及关键技术进行研究。本文首先分析了基于UVM的验证平台的架构及主要运行机制,阐述了采用UVM实现FPGA代码功能验证的可行性与技术优势。UVM通过模块的可重用性以及并行开发特性，实现了快速搭建完整的验证平台。其中UVM模块化的设计使UVM验证平台具有高可重用性与开发的并行性；事务级数据传输保证了UVM验证模块间的高抽象级的数据传输；基于覆盖率驱动的验证使得UVM的验证具有完整性和高效性；phase机制保证UVM验证平台自动的有序的运行。UVM进行FPGA代码功能验证需

5、要完成参考模型、测试向量、监视器、驱动器、计分板、环境、接口等模块设计，本文研究了参考模型、测试向量驱动器和监视器等关键模块的设计技术。其中参考模型设计中，包括参考模型数据传输接口的设计，参考模型的结构设计以及利用寄存器模型简化参考模型的设计；测试向量设计中，基于约束的随机保证测试向量的高效性，基于序列机制实现的测试向量有可重用性与层次性；驱动器和监视器的功能与数据传输接口的设计以及使用寄存器模型简化监视器和驱动器的设计。最后本文以CAN控制器逻辑的验证为例，研究搭建验证平台的方法。搭建的验证平

6、台采用Modelsim进行仿真并分析结果，证明了利用UVM来搭建FPGA设计的验证平台是可行的，并且具有高效性，能够大大缩短FPGA设计的周期，快速定位出问题，保证设计的可靠性与稳定性。关键词：UVM；FPGA验证；参考模型；测试向量I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsawidelyuseddeviceinthefieldofelectronicdesign,FPGAhasgraduallyincreaseditsdesigncomplexity.BecauseFPGAoften

7、adoptsTestbenchbasedfunctionverificationmode,itcannotmeettheneedsofstabilityandreliabilityoftheincreasinglycomplexdesign.Inthisthesis,theUniversalVerificationMethodologyofintegratedcircuitverification-UVMisintroducedintothedomainofFPGAcodefunctionver

8、ification,andthedesignmethodandkeytechnologyoftheFPGAcodefunctionverificationplatformbasedonUVMarestudied.ThisthesisfirststudiesthearchitectureandmainoperatingmechanismoftheverificationplatformbasedonUVM,anddemonstratesthefeasibilityandtechnicaladvan