内容简介

资深验证专家刘斌（路桑）向您全面介绍芯片验证，从验证的理论，到SystemVerilog语言和UVM验证方法学，再到高级验证项目话题。这本综合性、实用性的验证理论和编程方面的图书，针对芯片验证领域不同级别的验证工程师，给出由浅入深的技术指南：学习验证理论来认识验证流程和标准，学习SystemVerilog语言和UVM方法学来掌握目前主流的动态验证技术，了解高级验证话题在今后遇到相关问题时可以参考。

作者简介

刘斌（路桑）目前是Intel公司的资深验证专家。在Intel移动通信事业部主持验证架构规划和方法学研究，担任过几款亿门级通信芯片的验证经理角色。在工程领域之外，他在西安电子科技大学和西安交通大学客座讲授芯片验证课程。创办的验证技术订阅号“路科验证”，目前已有超过10000名的订阅者。多次在设计验证行业国际会议和展览中发表论文，并做了富有特色的演讲。在西安交通大学取得微电子专业学士学位，在瑞典皇家理工学院取得芯片设计专业硕士学位。

目录

第1章 芯片验证全视
1．1 功能验证简介
1．2 验证的处境
1．2．1 验证语言的发展
1．2．2 验证面临的挑战
1．3 验证能力的5个维度
1．3．1 完备性
1．3．2 复用性
1．3．3 高效性
1．3．4 高产出
1．3．5 代码性能
1．4 验证的任务和目标
1．4．1 按时保质低耗
1．4．2 芯片研发与客户反馈
1．4．3 缺陷增长曲线
1．5 验证的周期
1．5．1 验证周期中的检查点
1．5．2 功能详述
1．5．3 制定验证计划
1．5．4 开发验证环境
1．5．5 调试环境和HDL文件
1．5．6 回归测试
1．5．7 芯片生产
1．5．8 硅后系统测试
1．5．9 逃逸分析
1．6 本章结束语
第2章 验证的策略
2．1 设计的流程
2．1．1 TLM模型的需求和ESL开发
2．1．2 传统的系统设计流程
2．1．3 ESL系统设计流程
2．1．4 语言的抽象级比较
2．1．5 传统的系统集成视角
2．1．6 ESL系统集成视角
2．2 验证的层次
2．2．1 模块级
2．2．2 子系统级
2．2．3 芯片系统级
2．2．4 硅后系统级
2．3 验证的透明度
2．3．1 黑盒验证
2．3．2 白盒验证
2．3．3 灰盒验证
2．4 激励的原则
2．4．1 接口类型
2．4．2 序列颗粒度
2．4．3 可控性
2．4．4 组件独立性
2．4．5 组合自由度
2．5 检查的方法
2．6 集成的环境
2．6．1 验证平台
2．6．2 待验设计
2．6．3 运行环境
2．6．4 验证管理
2．7 本章结束语
第3章 验证的方法
3．1 动态仿真
3．1．1 定向测试
3．1．2 随机测试
3．1．3 基于覆盖率驱动的随机验证
3．1．4 基于TLM的随机验证
3．1．5 断言检查
3．2 静态检查
3．2．1 语法检查
3．2．2 语义检查
3．2．3 跨时钟域检查
3．2．4 形式验证
3．3 开发环境
3．3．1 Vim开发环境
3．3．2 商业SV开发环境――DVT
3．4 虚拟模型
3．5 硬件加速
3．6 效能验证
3．6．1 功率和能量
3．6．2 静态功耗和动态功耗
3．6．3 节能技术
3．6．4 效能验证
3．6．5 功耗预测与优化
3．7 性能验证
3．7．1 设定目标
3．7．2 测试环境
3．7．3 验证方法
3．8 趋势展望
3．8．1 技术之间的横向跨越
3．8．2 层次之间的纵向复用
3．9 本章结束语
第4章 验证的计划
4．1 计划概述
4．2 计划的内容
4．2．1 技术的视角
4．2．2 项目的视角
4．3 计划的实现
4．3．1 邀请相关人员
4．3．2 开会讨论
4．3．3 确定测试场景
4．3．4 创建验证环境
4．4 计划的进程评估
4．4．1 回归测试通过率
4．4．2 代码覆盖率
4．4．3 断言覆盖率
4．4．4 功能覆盖率
4．4．5 缺陷曲线
4．5 本章结束语
第5章 验证的管理
5．1 验证周期的检查清单
5．2 验证管理的三要素
5．2．1 时间管理
5．2．2 人力资源安排
5．2．3 任务拆分和重组
5．3 验证的收敛
5．3．1 回归流程
5．3．2 回归质量
5．3．3 回归效率
5．4 让漏洞无处可逃
5．5 团队建设
5．6 验证师的培养
5．6．1 全硅能力
5．6．2 不做假设
5．6．3 专注力
5．6．4 逻辑性
5．6．5 “战鼓光环”
5．6．6 降低复杂度
5．7 验证的专业化
5．7．1 对验证的偏见
5．7．2 验证面临的现状
5．7．3 验证标准化
5．7．4 验证经验的积累和突破
5．8 本章结束语
第6章 验证的结构
6．1 测试平台概述
6．2 硬件设计描述
6．2．1 功能描述
6．2．2 设计结构
6．2．3 接口描述
6．2．4 接口时序
6．2．5 寄存器描述
6．3 激励发生器
6．4 监测器
6．5 比较器
6．6 验证结构
6．6．1 项目背景
6．6．2 MCDF验证进度安排
6．7 本章结束语
第7章 SV环境构建
7．1 数据类型
7．2 模块定义与例化
7．2．1 模块定义
7．2．2 模块例化
7．2．3 参数使用
7．2．4 参数修改
7．2．5 宏定义
7．3 接口
7．3．1 接口连接方式1
7．3．2 接口连接方式2
7．3．3 接口的其他应用
7．4 程序和模块
7．4．1 Verilog设计竞争问题
7．4．2 SV的仿真调度机制
7．4．3 module数据采样示例1
7．4．4 module数据采样示例2
7．4．5 program数据采样示例
7．5 测试的始终
7．5．1 系统函数调用方式结束
7．5．2 program隐式结束
7．5．3 program显式结束
7．6 本章结束语
第8章 SV组件实现
8．1 激励发生器的驱动
8．1．1 激励驱动的方法
8．1．2 任务和函数
8．1．3 数据生命周期
8．1．4 通过接口驱动
8．1．5 测试向量产生
8．1．6 仿真结束控制
8．2 激励发生器的封装
8．2．1 类的封装
8．2．2 类的继承
8．2．3 成员覆盖
8．2．4 虚方法
8．2．5 句柄使用
8．2．6 对象复制
8．2．7 对象回收
8．3 激励发生器的随机化
8．3．1 可随机的激励种类
8．3．2 约束求解器
8．3．3 随机变量和数组
8．3．4 约束块
8．3．5 随机化控制
8．3．6 随机化的稳定性
8．3．7 随机化的流程控制
8．3．8 随机化的系统函数
8．4 监测器的采样
8．4．1 Interface clocking简介
8．4．2 利用clocking事件同步
8．4．3 利用clocking采样数据
8．4．4 利用clocking产生激励
8．4．5 monitor的采样功能
8．5 组件间的通信
8．5．1 通知的需求
8．5．2 资源共享的需求
8．5．3 数据通信的需求
8．5．4 进程同步的需求
8．5．5 进程通信要素的比较和应用
8．6 比较器和参考模型
8．6．1 异常检查
8．6．2 常规检查
8．6．3 时序检查
8．6．4 组件连接
8．7 测试环境的报告规范
8．7．1 信息报告库
8．7．2 信息库使用场景
8．8 本章结束语
第9章 SV系统集成
9．1 包的意义
9．2 验证环境的组装
9．2．1 封装验证环境的方式
9．2．2 模块环境的复用考量
9．2．3 比较器的复用考量
9．2．4 顶层环境的实现
9．3 测试场景的生成
9．3．1 动态控制激励
9．3．2 调度多个激励器
9．3．3 线程的精细控制
9．3．4 动态测试向量
9．3．5 向量群落的并发控制
9．4 灵活化的配置
9．4．1 Agent的两面性
9．4．2 各个组件的模式配置
9．4．3 验证结构的集成顺序
9．5 初论环境的复用性
9．5．1 复用的策略
9．5．2 水平复用的应用
9．5．3 垂直复用的应用
9．6 本章结束语
第10章 UVM世界观
10．1 我们所处的验证时代
10．2 类库地图
10．3 工厂机制
10．3．1 工厂的意义
10．3．2 工厂提供的便利
10．3．3 覆盖方法
10．3．4 确保正确覆盖的代码要求
10．4 核心基类
10．4．1 域的自动化
10．4．2 复制
10．4．3 比较
10．4．4 打印
10．4．5 打包和解包
10．5 phase机制
10．5．1 phase执行机制
10．5．2 如何开始UVM仿真
10．5．3 如何结束UVM仿真
10．6 config机制
10．6．1 interface传递
10．6．2 变量设置
10．6．3 config object传递
10．6．4 config机制
10．6．5 其他配置方法
10．6．6 uvm_resource_db的使用
10．7 消息管理
10．7．1 消息方法
10．7．2 消息处理
10．7．3 消息机制
10．8 宏的优劣探讨
10．9 本章结束语
第11章 UVM结构
11．1 组件家族
11．1．1 uvm_driver
11．1．2 uvm_monitor
11．1．3 uvm_sequencer
11．1．4 uvm_agent
11．1．5 uvm_scoreboard
11．1．6 uvm_env
11．1．7 uvm_test
11．2 把DUT装进TB分几步
11．2．1 MCDF顶层验证环境方案1
11．2．2 MCDF顶层验证环境方案2
11．3 构建环境的内经
11．3．1 环境构建的四要素
11．3．2 环境元素分类
11．4 本章结束语
第12章 UVM通信
12．1 TLM通信概论
12．2 单向、双向及多向通信
12．2．1 单向通信
12．2．2 双向通信
12．2．3 多向通信
12．3 通信管道应用
12．3．1 TLM FIFO
12．3．2 Analysis Port
12．3．3 Analysis TLM FIFO
12．3．4 Request ＆ Response 通信
管道
12．4 TLM2通信
12．4．1 接口实现
12．4．2 传送数据
12．4．3 时间标记
12．4．4 典型使用
12．5 同步通信元件
12．5．1 uvm_event应用
12．5．2 uvm_barrier应用
12．5．3 uvm_callback应用
12．6 本章结束语
第13章 UVM序列
13．1 新手上路
13．2 Sequence和Item
13．2．1 Sequence Item
13．2．2 Flat Sequence
13．2．3 Hierarchical Sequence
13．3 Sequencer和Driver
13．3．1 双方的TLM端口和方法
13．3．2 事务传输实例
13．3．3 通信时序
13．4 Sequencer和Sequence
13．4．1 发送sequence及item的方法和宏
13．4．2 sequencer的仲裁特性及应用
13．5 Sequence的层次化
13．5．1 Hierarchical Sequence
13．5．2 Virtual Sequence
13．5．3 Layering Sequence
13．6 本章结束语
第14章 UVM寄存器
14．1 寄存器模型概览
14．2 寄存器模型的集成
14．2．1 总线UVC的实现
14．2．2 MCDF寄存器模块代码
14．2．3 Adapter的实现
14．2．4 Adapter的集成
14．2．5 前门访问
14．2．6 后门访问
14．2．7 前门访问和后门访问的比较
14．3 寄存器模型的常规方法
14．3．1 mirrored、desired和actual value
14．3．2 prediction的分类
14．3．3 uvm_reg的访问方法
14．3．4 mem与reg的联系和差别
14．3．5 内建sequences
14．4 寄存器模型的场景应用
14．4．1 如何检查寄存器模型
14．4．2 功能覆盖率的实现
14．5 本章结束语
第15章 验证平台自动化
15．1 为什么需要一款代码生成器
15．2 UVM Framework
15．3 如何定制一款TB自动化工具
15．3．1 验证环境的自动化创建
15．3．2 测试框架和测试用例的垂直复用
15．3．3 中心化的功能覆盖率管理
15．4 本章结束语
第16章 跨平台移植复用
16．1 便携激励标准（PSS）
16．2 PSS工具集概览
16．2．1 inFact
16．2．2 Perspec
16．2．3 Breker Trek系列
16．3 跨平台的验证结构考量
16．3．1 virtual prototyping与simulation的混合仿真
16．3．2 virtual prototyping与FPGAprototyping的混合仿真
16．3．3 simulation与emulation的混合仿真
16．3．4 virtual prototyping与emulation的混合仿真
16．4 本章结束语
第17章 SV及UVM接口应用
17．1 DPI接口和C测试
17．1．1 总线接口的读写实现
17．1．2 virtual_core类的定义
17．1．3 DPI方法的实现
17．1．4 多核并行处理实现
17．1．5 中断响应的实现
17．2 SystemC与UVM的TLM2通信
17．2．1 UVMC连接
17．2．2 UVM指令API
17．3 MATLAB及Simulink模型与UVM的混合仿真
17．4 脚本语言与UVM的交互
17．4．1 线上控制和线下激励的交互应用
17．4．2 线上控制和线上激励的交互应用
17．5 本章结束语
第18章 SV及UVM高级话题
18．1 SystemVerilog开源公共库
18．1．1 SV开源库之一：svlib
18．1．2 SV开源库之二：cluelib
18．2 SV单元测试方法SVUnit
18．3 OVM到UVM的移植
18．3．1 OVM代码检视
18．3．2 OVM到UVM的代码自动转换
18．3．3 替换OVM phase方法
18．3．4 替换OVM objection方法
18．3．5 替换OVM configuration方法
18．3．6 添加UVM的新特性
18．4 OVM与UVM的混合仿真
18．4．1 UVM-ML验证框架
18．4．2 OVM兼容层
18．4．3 XVM
18．5 本章结束语
参考文献

前言/序言

序（一）

近年来，我国集成电路（IC）产业高速蓬勃发展，与发达国家的技术差距不断缩小。国家集成电路产业基金起到了积极的推动作用。产业基金的第二期将重点投资在集成电路设计领域，预计规模有望达2000亿元。设计领域的投入，将会围绕人工智能、物联网、5G通信、智能汽车、智能电网等国家战略和新兴行业，创造出科技含量更高、能够实现进口替代的高端集成电路芯片。

在这一时代背景下，我国集成电路企业正呈现出数量和规模迅速增长、竞争日趋激烈的态势。在大量资本投入的背景下，企业对IC设计工程型专业人才的需求非常迫切，形成了巨大的人才需求缺口。需求差距表现在两个方面，一方面高校每年毕业的IC设计人才无法满足数量需求。另一方面，毕业生的专业IC技能与企业的实际需求也存在一定欠缺。因此，为了全面推动创新型复合IC工程人才的培养，作为人才培养主力军的高校和集成电路企业之间就需要进行资源共享与深度产学合作，共同推动我国IC人才培养质量的提升。

在产学合作方面，十多年来西安电子科技大学微电子学院通过与英特尔等行业骨干企业的密切合作，积累了丰富的经验，在合作机制、课程体系、教学方法等方面形成了鲜明的特色，为IC创新人才培养奠定了坚实的基础。2015年，微电子学院与本书作者及其所在的英特尔公司携手开展IC教学内容改革与协同育人的产学合作项目，邀请作者到我院客座讲授集成电路芯片验证课程，并在课程结束后优选学生到英特尔和其他众多国内高端IC公司参加实习，进行项目实践并完成工程论文。可以说，将企业实践经验引入教学体系，搭建起良好的产学协同育人平台，使得我院学生在知识体系和实践能力方面获得了显著提升，大大提升了我院人才培养的行业适应度和满意度。我院与英特尔公司建立的研究生培养基地被评为2017年度全国专业学位研究生培养示范基地。

在与作者交流时，得知作者计划将此书作为IC验证工程类教材， 芯片验证漫游指南――从系统理论到UVM的验证全视界 电子书 下载 mobi epub pdf txt