基于e语言的验证自动化系统

验证技术的发展
       在目前的集成电路设计中，芯片的规模和复杂程度正呈指数增加，为保证所设计芯片功能的正确性，需要花费比以往更多的时间和人力，困难度大幅增加。而且，目前的功能验证能力已经远远落后于设计能力，功能验证正成为大规模芯片设计的瓶颈。设计人员通常需要花费50%~70%的时间去验证他们的设计。虽然有形式验证等多种验证方法可供选择，但是设计者还是偏好基于仿真的验证，本文中的验证主要是指仿真。为了降低验证的工作量和提高验证的效率，越来越多的设计人员采用验证语言(HLV)来进行芯片验证。
       验证技术的发展主要经历了以下几个阶段：
       1． 基于HDL语言的验证
       用HDL语言来建立测试平台和编写测试向量，将激励输入给设计，然后检查设计的输 出。这种方法的缺点是测试平台和测试向量的建立和编写非常复杂和困难，并且验证所需的激励难以达到足够的覆盖率。
       2． 面向对象的验证
       由于采用HDL语言进行验证的局限性，设计人员可以使用面向对象的语言(如C++、Python)来建立验证环境和编写激励。这种验证方法可以使设计人员从比较抽象的设计高层，对设计的输入和输出进行建模，然后通过验证环境与仿真器的通信接口，将抽象的数据模型转换成比特形式的数据。这种验证方法大大降低了编写激励的工作量，但是验证环境的建立相对复杂，比如验证环境与仿真器的通信接口等。
       3． 随机产生激励
       由于测试激励编写的工作量非常大，所以设计人员逐步采用随机产生测试向量的方法，以减轻编写激励的工作量，并提高验证的覆盖率。但是它的缺点在于，由于激励是随机产生的，所以给验证结果的检查带来了一定难度，并且设计者不能根据要验证的设计属性来产生所需的激励，即不能根据约束来产生激励。
       4． 验证平台工具
       由于验证环境的建立过于复杂，因此出现了验证平台工具，通过这种工具可以大大减少建立验证环境的工作量。但是这类验证工具不能使验证人员通过设计的抽象层来编写激励，而且不能实现设计时序行为的检查。
       验证自动化系统

    由于上述验证方法都或多或少具有局限性，所以需要一种完善的验证系统。根据上节所述，一种完善的验证自动化系统需要具备以下几个功能：首先它能够定义验证计划；然后能够提供接口，用语言从抽象的层次产生基于约束的激励；并且能方便高效地建立验证环境；能够完成设计时序行为的验证和基于断言的功能覆盖率的验证。
       e语言是一种功能强大的验证语言，它可以很好地实现一个验证自动化系统，如图1所示。在这个验证系统中，首先可以根据验证者的需要，用e语言来制定一些约束，根据这些约束来产生验证需要的激励。由于e可以很好地与Verilog和VHDL仿真器通信，因此可以将这些用e语言抽象描述的数据转换成比特形式，然后加载给设计；再通过和仿真器的通信，对系统进行功能仿真，并将设计的输出收集起来，这时可以将比特形式的数据转换回e语言的抽象描述，以便于对设计行为与预期结果进行检查。除此之外，e语言还可以实现设计时序行为的检查。如果一个中断必须在请求后的5个周期后发出，可以通过e语言来描述这个设计属性，通过仿真来检查其是否满足。，e语言还可以用来进行基于断言的功能覆盖率验证。

                               &nb