基于覆盖率模型的AMBA接口随机验证方法摘要：AMBA协议是主流SoC(system-on-chip)片上总线的事实标准。结合龙芯1号AHB接口的验证，介绍了基于覆盖率模型的AMBA接口随机验证的系统架构，提出了AHB协议模型的定义方法，采用约束化随机向量对目标空间产生强化测试。该方法迅速定位了接口设计中隐蔽的问题，最终达到了100％的功能覆盖率。该方法能够有效地保证接口设计的质量，对互连协议的验证具有普适意义。??关键词：覆盖率模型；约束化随机测试；AMBAAHB；龙芯1号IP核；片上系统；设计重用??：TP336文献标志码：A：1001-3695(2008)07-2078-03??Coveragemodel-basedrandomverificationmethodologyofAMBAinterfaceXUTong????a,b??,LVTao????b,c????(a.MicroprocessorCenter,InstituteofComputingTechnology,b.GraduateSchool,c.KeyLaboratoryofComputerSystemArchitecture,InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Bei激ng100190,China)??Abstract:AMBAprotocolwasthede-factostandardforon-chipbusformainstreamSoC.WithGodson-1AHBinterfaceasprototype,thecoveragemodel-basedrandomsysteminfrastructureonAMBAinterfaceverificationwaspresented,thedefinitionmethodofAHBprotocolmodelwasissuedandconstrainedrandomvectorswereusedtointensifytheobjectspacetest.Viathismethodseveralhiddenbugswereefficientlydiscoveredand100%functionalcoveragewasreached.Themethodcanefficientlyguaranteethequalityofinterfacedesignandhasbroadapplicabilityoninterconnectionprotocolverification.??Keywords:coveragemodel；constrainedrandomverification；AMBAAHB；Godson-1IPcore；system-on-chip；designreuse?お?随着SoC设计越来越复杂，可设计重用的IP核成为保证SoC设计质量和进度的重要手段。在主流SoC集成IP模块的过程中，30％~40％的集成工作量花费在各个IP核的互连验证上。采用通用的片上通信标准，保证IP核接口与片上通信协议的兼容性是SoC设计重用方法学解决SoC集成难题的有效手段[1]。IP接口的主流协议兼容性是衡量IP核可用性的重要标准，这对IP接口的设计和验证提出了挑战。??面对不同应用，业界存在多种片上互连的标准[2]，主要有基于交换的AMBAAXI[3]、OCP[4]和基于总线的AMBAAHB/APB[5]、CoreConnect、wishbone等。共享总线结构简单而且性能优越，目前仍为大部分SoC片上互连方案采用。其中AMBA总线是主流片上总线的事实标准，几乎所有的商业IP都提供该接口。研究AMBA互连接口的验证方法，对于开发可用的IP核接口，具有非常现实的意义。??龙芯1号IP核是一款以单发射结构、动态流水线、AMBA接口为特征的32bitRSIC处理器核，面向嵌入式SoC应用。龙芯1号处理器IP提供AHB总线主（AHBmaster）接口。本文将以龙芯1号AHB接口为原型，介绍AMBAAHB接口的普适性验证方法。??1AMBAAHB协议及总线验证方法??AMBAAHB总线用于SoC中如CPU、DMA和DSP等高性能设备的连接。在0.18μm工艺下，总线工作频率通常可以达到100MHz以上。协议主要有以下特征：??a)非三态总线，同一时刻只有一对总线主从设备之间的传输；??b)多总线主（master），单周期总线控制权移交；??c)支持突发传输，分段传输/重传（split/retry）；??d)32～128bit总线，单时钟沿同步操作；??e)支持定长和非定长传输；??f)数据与地址分离，读地址和写地址分离；??g)支持字节、半字和字传输；??h)支持流控机制,支持提前结束（earlyterminal）；??i)支持背靠背传输；??j)支持仲裁、REQ、GNT和LOCK等握手机制。??为了达到较高的吞吐率，AHB协议支持的传输比较复杂。多种传输模式、多总线主支持、非定长传输、分段传输和背靠背传输等功能之间的排列组合形成了复杂的状态空间，这对接口验证提出了严峻的挑战。??功能验证环境的品质取决于对被测设计对象所施加的激励[6]。当状态空间爆炸时，通常基于手工测试激励的仿真测试是很难覆盖的。AHB协议空间虽然复杂，但是可形式化的，易于定义覆盖率模型。这种设计特点适合采用基于覆盖率模型的约束化随机验证方法。覆盖率分析[7]是用来检查和显示验证是否覆盖验证空...