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IIC总线接口IP核的设计与验证

作　者: 贺珊
导　师: 高明伦；张多利
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电路与系统
关键词: IIC总线接口 BFM 功能验证平台 OpenVera
分类号: TN492
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 445次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着科技的发展，半导体工艺制程进入超深亚微米时代，在一个芯片上集成上百万甚至上亿个晶体管成为现实。当集成规模发展到可以将整个数字计算机系统集成到一块芯片上时，系统芯片(SoC，System-on-a-Chip)应运而生，并且迅速成为大规模数字集成电路的主导。SoC在带来诸多优点的同时，也对现有的设计与验证技术提出了新的挑战。目前，普遍认为IP核重用技术是解决SoC产品设计规模与面市时间之间矛盾的有效途径，可以充分地发挥SoC的优势。散逻辑和状态机是IP核设计中两种常用的描述方法。在验证技术方面，更高抽象层次的方法如基于事务级的验证越来越受到业界的重视。本文根据IIC总线协议规范，使用基于散逻辑的描述方法设计了一个完整的IIC总线接口IP软核；并围绕IP核的验证问题，在研究了当前主要功能验证方法和技术的基础上，对本文所设计的IP核进行了全面的功能验证。论文主要研究工作和取得的成果如下：1、对基于散逻辑与基于状态机的设计方法进行了对比研究，分析了IIC总线协议规范，使用基于散逻辑的设计方法成功设计出一款功能实现比较完全的IIC总线接口IP；2、在基于重用的功能验证方法学的指导下，使用Verilog语言，为本文所设计的IP核搭建了基于BFM(Bus Functional Model)的功能验证平台；3、研究了功能验证的基本方法和相关研究的进展情况，在基于事务的验证方法学的指导下，使用Synopsys新推出的硬件验证语言——OpenVera，以IIC总线接口IP核为实例，搭建了功能验证平台，并与使用传统方法所搭建的验证平台进行了性能对比。对比结果表明，新的验证语言及验证方法可以获得更高的验证性能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-22
  1.1 快速发展的微电子学科  13-14
  1.2 集成电路设计方法  14-17
    1.2.1 集成电路设计方法学  14-15
    1.2.2 SoC与IP核设计技术  15-17
  1.3 集成电路设计与功能验证  17
  1.4 功能验证方法及研究进展  17-20
    1.4.1 概述  17-18
    1.4.2 基于仿真的验证方法  18
    1.4.3 现有的验证技术及其发展趋势  18-20
  1.5 课题意义及论文的主要工作  20-21
  1.6 论文结构及内容安排  21-22
第二章 IIC总线接口IP核设计  22-55
  2.1 引言  22-27
    2.1.1 IIC总线的基本概念  22
    2.1.2 IIC总线接口电路  22-23
    2.1.3 IIC电路总线协议简介  23-27
      2.1.3.1 IIC总线的数据传输及时序定义  23-26
      2.1.3.2 IIC总线上的数据传送格式  26-27
  2.2 模块化设计方法的分析和研究  27-37
    2.2.1 基于有限状态机的设计方法  27-28
    2.2.2 基于散逻辑的设计方法  28-29
    2.2.3 两种设计方法之间的对比  29-37
  2.3 IIC总线接口IP核设计  37-53
    2.3.1 IIC总线接口的总体考虑  37-39
    2.3.2 IIC总线接口IP核的顶层设计  39-41
    2.3.3 IIC总线接口IP核第二层设计  41-47
      2.3.3.1 外设总线接口模块  41-46
      2.3.3.2 IIC接口模块  46
      2.3.3.3 时钟模块  46-47
    2.3.4 同步问题  47-53
      2.3.4.1 同步策略  47-49
      2.3.4.2 IIC总线接口中数据同步的实现  49
      2.3.4.3 IIC总线接口中时钟模块的设计  49-53
  2.4 综合  53-55
第三章 IIC总线接口IP核的验证  55-71
  3.1 概述  55-56
  3.2 基于事务的验证重用方法学  56-57
  3.3 搭建功能验证平台  57-63
    3.3.1 可重用IP功能验证平台  59
    3.3.2 总线功能模型  59-60
    3.3.3 测试向量  60-61
    3.3.4 自动化验证  61-63
  3.4 IIC总线接口IP核的功能验证  63-71
    3.4.1 BFM的设计  63-66
    3.4.2 IIC总线接口功能验证平台的搭建  66
    3.4.3 验证实例  66-71
第四章基于Openvera搭建IIC总线接口功能验证平台  71-81
  4.1 概述  71-72
  4.2 验证平台  72-81
    4.2.1 DUT的描述  72
    4.2.2 验证流程介绍  72-81
      4.2.2.1 生成验证平台模板  73
      4.2.2.2 开发功能验证平台  73-81
        4.2.2.2.1 基于Vera的IIC总线接口功能验证平台架构  74
        4.2.2.2.2 BFM的功能与特性  74-75
        4.2.2.2.3 基于约束的随机激励的施加  75-77
        4.2.2.2.4 自核对(self—checker)模块  77-78
        4.2.2.2.5 验证效果评估  78-81
第五章总结与展望  81-82
  5.1 总结  81
  5.2 展望  81-82
参考文献  82-85
攻读硕士学位期间发表的论文  85

IIC总线接口IP核的设计与验证

内容摘要

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