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TD-SCDMA基带系统芯片中信道编解码模块的验证

作　者: 卫怀庆
导　师: 贺祥庆；冀晋
学　校: 清华大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: TD-SCDMA 信道编解码验证覆盖率 SystemC
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

信道编解码模块是TD-SCDMA手机基带系统芯片的重要组成部分,其功能包括3GPP TS 25.222规定的CRC编码与校验、卷积编码与viterbi译码、turbo编译码、以及第一次交织/解交织。该模块是芯片中的硬件加速器,通过AHB总线与DSP核相连。对该模块的充分验证有助于减少和发现芯片设计中存在的问题,减少芯片的投片风险,增加一次投片成功的几率。随着芯片的复杂度的快速增长,验证成为SoC开发过程中面临的最有挑战性的一个环节。验证要占整个设计开发60%~80%的工作量。对于手机基带芯片这种千万门级的SoC,充分、全面的验证尤为复杂,需要耗费大量的人力以及时间。为了缩短项目开发时间,加快产品面市步伐,要采用先进高效的验证方法,提高验证效率,同时保障验证的覆盖率。本文分析了当今IC设计业界主要应用的验证方法,并结合工业界的产品开发项目,在实践中运用先进的验证方法,对TD-SCDMA手机基带芯片中的信道编解码模块进行了全面的功能验证。文中详细剖析了进行基于EDA仿真的功能验证的环境,这是一个运用verilog、SystemC等语言的混合仿真环境,利用总线功能模型(BFM)实现总线操作,使得验证在事务级进行,提高了验证效率和验证可复用性。本文实现了对信道编解码模块的验证的各个组成部分。针对被验模块设计了全面的验证case,包括典型case、随机case和corner case,覆盖了模块的各项功能;用SystemC构建了高效的testbench,利用了SystemC面向对象的优势,而且巧妙的减少了编译次数;用matlab实现了参考模型以及用perl脚本实现了仿真过程的管理与控制。本文还统计了验证的功能覆盖和代码覆盖率。信道编解码模块的验证实践表明,这种验证方法与环境具有功能强大、效率高以及可复用等优点。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
主要符号对照表  9-10
第1章引言  10-13
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 本模块的验证任务和难点  11
  1.3 论文内容  11-12
  1.4 章节安排  12-13
第2章 TCC 模块概述  13-24
  2.1 3GPP 中的信道编码流程  13-14
  2.2 CRC  14-15
  2.3 卷积码与Viterbi译码  15-18
    2.3.1 卷积编码  15-17
    2.3.2 Viterbi译码  17-18
  2.4 TURBO 码  18-20
    2.4.1 TURBO 编码  18-19
    2.4.2 TURBO 译码  19-20
  2.5 第一次交织  20-21
  2.6 模块结构与接口  21-22
  2.7 功能  22-23
  2.8 本章小结  23-24
第3章验证方法  24-33
  3.1 验证概念  24-25
  3.2 验证策略  25-26
    3.2.1 黑盒与白盒  25-26
    3.2.2 抽象层次  26
  3.3 主流验证方法  26-30
    3.3.1 功能验证  26-28
    3.3.2 代码完整性分析  28-29
    3.3.3 断言  29
    3.3.4 覆盖率分析  29
    3.3.5 形式验证  29-30
  3.4 层次化验证模型  30-31
  3.5 验证复用  31-32
  3.6 本章小结  32-33
第4章设计与验证语言SYSTEMC  33-36
  4.1 为什么推出SYSTEMC  33
  4.2 SYSTEMC 的本质  33-34
  4.3 SYSTEMC 库  34-35
  4.4 基于SYSTEMC 的开发流程  35-36
第5章软件工具  36-37
  1.VCS  36
  2.MATLAB  36
  3.GCC/G++  36
  4.Debussy  36-37
第6章芯片验证环境  37-47
  6.1 环境实现  37-39
  6.2 目录结构  39-41
  6.3 TESTBENCH 结构  41-42
  6.4 TEST HARNESS  42-43
  6.5 SYSTEMC 的作用  43
  6.6 仿真控制  43-44
  6.7 总线功能模型（BUS FUNCTIONAL MODEL, BFM）  44-46
  6.8 本章小结  46-47
第7章 TCC 验证实现  47-66
  7.1 TCC 功能列表  47-49
  7.2 验证用例（CASE）  49-50
  7.3 TCC 验证架构  50-51
  7.4 TEST FILE  51-52
  7.5 TCC 配置参数  52-55
    7.5.1 全局参数  52-53
    7.5.2 CASE 参数  53-55
  7.6 参考模型  55-56
  7.7 数据格式  56-57
    7.7.1 硬比特  56-57
    7.7.2 软比特  57
  7.8 模块TESTBENCH  57-59
    7.8.1 TESTBENCH 结构  57-58
    7.8.2 TCC 寄存器配置  58-59
  7.9 DUT 配置文件  59-61
  7.10 控制脚本  61-64
    7.10.1 验证控制脚本  62-63
    7.10.2 CASE 生成脚本  63
    7.10.3 CASE 统计脚本  63-64
  7.11 TCC 仿真执行流程  64
  7.12 POST-LAYOUT 验证  64
  7.13 本章小结  64-66
第8章验证覆盖率统计  66-69
  8.1 功能覆盖  66-67
  8.2 工具给出的覆盖率报告  67-68
  8.3 本章小结  68-69
结论  69-70
附录A TCC CASE LIST  70-79
  A.1 典型CASE  70
  A.2 TURBO 译码CASE  70-72
  A.3 TURBO 译码+解交织CASE  72-73
  A.4 CRC CASE  73-74
  A.5 VITERBI 译码CASE  74
  A.6 下行遍历CASE  74-76
  A.7 上行遍历CASE  76-77
  A.8 约束随机CASE  77-78
  A.9 其他CASE  78-79
参考文献  79-80
致谢  80-81
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  81

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