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多功能车辆总线控制器MVBC综合验证研究

作　者: 张智钧
导　师: 姚爱红
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 多功能车辆总线功能验证验证方法学断言覆盖率
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着计算机网络与嵌入式控制技术的结合,现代轻轨车辆和高速列车车辆中采用列车通信网进行连接。国际电工委员会(IEC)制定的列车通信网络标准IEC61375-1,规定了用于列车通信的多功能车辆总线(MVB)和绞线列车总线(WTB)等内容。在我国高速列车通信网络控制系统的自主研发过程中,功能验证技术对于保证列车通信网络控制器芯片设计的兼容性、稳定性和可靠性起着至关重要的作用。传统的验证方法由于存在验证过程中的可观察性和可控制性不足,验证环境可重用性差,无法快速定位设计缺陷等缺点,已经无法满足现今超大规模集成电路设计的需要。本论文通过对MVBC的综合功能验证,研究了VMM验证方法学,并将断言验证、带约束的随机测试及功能覆盖率等验证技术结合起来,从而提高验证的高效性和完备性。本文首先分析了MVB总线规范和功能定义,提取了MVBC的验证需求及功能点定义,并根据模块级和系统级验证特点,分别确定适合的验证方法。其次,针对传统的定向激励测试工作量大、收敛缓慢的缺点,采用随机激励与定向激励相结合的方法,并通过对随机激励施加约束,提高对边角情况(corner case)和未覆盖区域覆盖的测试命中率。然后,研究了基于断言的验证技术,通过在设计接口单元和内部逻辑单元添加断言检查器,可以发现并快速定位设计缺陷。覆盖率是衡量验证进度和设计可信度的主要指标,本文分析了功能覆盖率的分类和建模,根据覆盖率统计结果修改随机约束向量,加速验证收敛过程。基于VMM验证方法学,本文提出了一个结合多种验证技术的,高可重用、高自动化的动态功能验证平台,完成了MVBC的模块级和系统级验证工作,给出了缺陷统计报告和覆盖率分析报告。

全文目录

摘要 5-6Abstract 6-10第1章绪论 10-16 1.1 研究的背景及意义 10-11 1.2 研究现状及发展趋势 11-14 1.2.1 动态验证 11-12 1.2.2 静态验证 12-13 1.2.3 其它验证方法 13-14 1.3 主要研究内容 14-15 1.4 论文组织结构 15-16第2章功能验证研究及MVBC验证需求分析 16-40 2.1 验证技术研究 16-19 2.1.1 随机激励生成 16-17 2.1.2 断言技术 17-19 2.1.3 覆盖率技术 19 2.2 VMM验证方法学 19-29 2.2.1 验证语言SystemVerilog 20 2.2.2 VMM验证平台 20-23 2.2.3 可重用验证组件 23-27 2.2.4 VMM标准库 27-29 2.3 MVBC验证需求分析 29-38 2.3.1 MVB总线规范 29-35 2.3.2 MVBC功能要求 35-36 2.3.3 MVBC系统结构 36-38 2.4 本章小结 38-40第3章 MVBC的模块级及系统级验证 40-62 3.1 验证流程 40-42 3.1.1 验证计划 41 3.1.2 测试案例 41 3.1.3 仿真控制 41-42 3.2 MVBC模块划分 42-43 3.3 编解码模块验证 43-48 3.3.1 测试案例分析 44-45 3.3.2 验证方案 45 3.3.3 断言 45-48 3.4 报文分析单元模块验证 48-53 3.4.1 测试案例分析 49 3.4.2 验证方案 49 3.4.3 断言 49-53 3.5 主控单元模块验证 53-57 3.5.1 测试案例分析 53-54 3.5.2 验证方案 54-55 3.5.3 断言 55-57 3.6 系统级验证 57-61 3.6.1 测试案例分析 57-58 3.6.2 验证方案 58-59 3.6.3 断言 59-61 3.7 本章小结 61-62第4章 MVBC功能验证结果及分析 62-70 4.1 仿真结果组成 62 4.2 验证出口条件 62-63 4.3 缺陷统计及覆盖率报告 63-66 4.4 断言检查结果 66-68 4.5 本章小结 68-70结论 70-72参考文献 72-76攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果 76-78致谢 78

多功能车辆总线控制器MVBC综合验证研究

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