芯片驗(yàn)證簡(jiǎn)介

　　IC驗(yàn)證主要工作是根據(jù)芯片規(guī)格和特點(diǎn)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證環(huán)境；根據(jù)芯片或模塊的規(guī)格，利用已實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證和回歸。

　　驗(yàn)證工程師分類較多，例如功能仿真的驗(yàn)證工程師，還有后端時(shí)序驗(yàn)證工程師等。驗(yàn)證內(nèi)容如指紋IC驗(yàn)證。

芯片驗(yàn)證百科

　　IC驗(yàn)證主要工作是根據(jù)芯片規(guī)格和特點(diǎn)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證環(huán)境；根據(jù)芯片或模塊的規(guī)格，利用已實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)證環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證和回歸。

　　驗(yàn)證工程師分類較多，例如功能仿真的驗(yàn)證工程師，還有后端時(shí)序驗(yàn)證工程師等。驗(yàn)證內(nèi)容如指紋IC驗(yàn)證。

　　淺談對(duì)IC驗(yàn)證的理解

　　在學(xué)校時(shí)就對(duì)ic有著濃烈的興趣，畢業(yè)后也如愿做了ic驗(yàn)證工作。經(jīng)過(guò)2年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，對(duì)驗(yàn)證的理解零零散散也有不少，但總沒(méi)法形成一個(gè)比較完整全面的經(jīng)驗(yàn)談。這里把我對(duì)驗(yàn)證的一些想法記錄歸納，由于理解有限，下面的篇幅也許會(huì)比較零散。

　　1、驗(yàn)證對(duì)于ic的重要性

　　ic是集成電路的縮寫(xiě)，也就是我們常說(shuō)的芯片；ic行業(yè)的技術(shù)門(mén)檻高、投入資金大、回報(bào)周期長(zhǎng)、失敗風(fēng)險(xiǎn)高，做一款中等規(guī)模的芯片大致需要10多人做1年半，開(kāi)模的費(fèi)用一般都在幾百萬(wàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程的筆誤或者設(shè)計(jì)bug至少都會(huì)有上千個(gè)，由于設(shè)計(jì)缺陷或者工藝缺陷很容易造成芯片完全變成所謂的石頭，而如果要重新頭片不但需要投入額外的費(fèi)用，更會(huì)將芯片上市時(shí)間延后至少半年，這些風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于商業(yè)公司來(lái)說(shuō)都是不可接受的。

　　正因?yàn)樾酒母唢L(fēng)險(xiǎn)，才凸顯了驗(yàn)證的重要性。在流片之前，通過(guò)驗(yàn)證人員的驗(yàn)證活動(dòng)發(fā)現(xiàn)所有的設(shè)計(jì)bug，這就顯得特別重要。

　　2、驗(yàn)證的一目標(biāo)

　　做驗(yàn)證首先要明確我們做ic驗(yàn)證的目標(biāo)是什么。上面我們已經(jīng)提到，由于芯片的高風(fēng)險(xiǎn)、高代價(jià)，才更突出了驗(yàn)證的重要性，尤其是芯片規(guī)模越來(lái)越大，邏輯越來(lái)越復(fù)雜。

　　為了保證芯片的成功，驗(yàn)證唯一的目標(biāo)就是發(fā)現(xiàn)所有的bug，做到無(wú)漏驗(yàn)、零漏測(cè)。

　　3、驗(yàn)證的兩問(wèn)題

　　作為驗(yàn)證人員，首先要搞清楚兩個(gè)問(wèn)題：

　　1）我們要驗(yàn)證什么？

　　2）我們?cè)撛趺打?yàn)？

　　這兩個(gè)問(wèn)題是驗(yàn)證的根本，就如同哲學(xué)里的“我是誰(shuí)、我來(lái)自哪兒、我要去哪兒”一樣，“我們要驗(yàn)什么？”是給我們指明目標(biāo)，”我們?cè)撛趺打?yàn)？“則是告訴我們?cè)摬捎檬裁礃拥氖侄稳ミ_(dá)到這個(gè)目標(biāo)。

　　如果這2個(gè)問(wèn)題都沒(méi)搞清楚，那么沒(méi)人對(duì)你負(fù)責(zé)驗(yàn)證的模塊有信心，畢竟你自己都不知道你的目標(biāo)是什么，不知道該怎么做才能達(dá)到那個(gè)目標(biāo)。這兩個(gè)問(wèn)題是驗(yàn)證的核心所在，如果想做好驗(yàn)證，這是前提。

　　4、驗(yàn)證的三板斧

　　要想做好驗(yàn)證，保證無(wú)漏驗(yàn)、零漏測(cè)，以下三個(gè)要素是必須要具備的：驗(yàn)證工具的掌握、算法/協(xié)議的理解、驗(yàn)證的意識(shí)。

　　1）驗(yàn)證工具的掌握

　　驗(yàn)證工具包括vmm/uvm等驗(yàn)證方法學(xué)、sv/sc等驗(yàn)證語(yǔ)言、vcs等驗(yàn)證仿真工具、perl/python等腳本語(yǔ)言，這些東西是做驗(yàn)證要掌握的基本技能，不論你做什么樣的芯片都需要這些東西來(lái)支撐你的驗(yàn)證工作。

　　這些驗(yàn)證工具可以幫助你解決“我們?cè)撛趺打?yàn)”這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)你很好的掌握這些驗(yàn)證工具后，你可以有很多種方法途徑去達(dá)成你的驗(yàn)證目標(biāo)。

　　說(shuō)實(shí)在話，驗(yàn)證工具的東西很多，要想在短時(shí)間內(nèi)全部掌握也不可能，而且很多工具可能在你的驗(yàn)證過(guò)程中不會(huì)用到。

　　個(gè)人對(duì)驗(yàn)證工具的一點(diǎn)感悟是：不要貪求全部掌握，你可以先看書(shū)學(xué)習(xí)實(shí)踐，把這些東西都學(xué)習(xí)一遍；在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)一些好東西（原來(lái)還有這種方法可以讓我的xx做的更好）；對(duì)于那些暫時(shí)不知道怎么應(yīng)用到實(shí)踐中的東西，你也不要認(rèn)為它們是沒(méi)用的，其實(shí)只是你不知道用在哪兒而已，在你以后的驗(yàn)證中也許就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)你需要它的時(shí)候也許你已經(jīng)忘記怎么用了，這個(gè)沒(méi)關(guān)系，你可以再回去查閱資料，這個(gè)相信很快就能解決的，這樣有個(gè)好處是當(dāng)你碰到可以用xx的時(shí)候你至少能想起曾經(jīng)看到某個(gè)東西可以來(lái)實(shí)現(xiàn)它，如果你從未學(xué)習(xí)過(guò)，那么你根本就不會(huì)想起有這么個(gè)方法可以解決它，這才是可怕的，我都不知道這個(gè)問(wèn)題是可以被解決的。

　　2）算法/協(xié)議的理解

　　芯片要實(shí)現(xiàn)什么，不外乎是xx算法、某某協(xié)議，算法/協(xié)議才是芯片的魂。驗(yàn)證其實(shí)也就是驗(yàn)的算法/協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否正確。就跟批改作文一樣，只有批改者有一定的文學(xué)功底，才能更好的評(píng)判作文水平。

　　因此，驗(yàn)證人員對(duì)算法/協(xié)議理解越深刻越好，要理解算法的原理以及算法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，只有這樣才能找出其中的corner點(diǎn)。

　　3）驗(yàn)證的意識(shí)

　　驗(yàn)證的意識(shí)究竟是什么，其實(shí)我也說(shuō)不清楚，只能按照我自己的理解寫(xiě)寫(xiě)一些。

　　對(duì)任何東西都要有質(zhì)疑的態(tài)度

　　手要伸長(zhǎng)，延伸到上下游

　　對(duì)問(wèn)題要刨根問(wèn)底

　　5、驗(yàn)證的流程

　　做任何事情都需要按照一定的流程來(lái)走，否則很容易陷入混亂之中，尤其是對(duì)于剛?cè)腴T(mén)的新手來(lái)說(shuō)更是如此。我目前接觸的通用流程大致如下：

　　1）提取測(cè)試點(diǎn)，明確驗(yàn)什么

　　分析FS/浮點(diǎn)平臺(tái)，提取芯片的規(guī)格及測(cè)試點(diǎn)；

　　分析AS/定點(diǎn)平臺(tái)，提取測(cè)試點(diǎn)；

　　分析DS，提取測(cè)試點(diǎn)并識(shí)別asic與算法的不一致點(diǎn)；

　　2）制定驗(yàn)證方案，明確怎么驗(yàn)

　　刷新測(cè)試點(diǎn)列表，明確測(cè)試點(diǎn)的覆蓋方式：功能覆蓋率、代碼覆蓋率、直接用例；

　　驗(yàn)證環(huán)境的搭建策略，這個(gè)步驟是可以做成自動(dòng)化工具的；

　　驗(yàn)證的重點(diǎn)難點(diǎn)，提前識(shí)別重難點(diǎn)，并制定相應(yīng)的對(duì)策；

　　刷新用例列表，明確測(cè)試用例的方法及步驟；

　　3）用例執(zhí)行，隨機(jī)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)bug

　　執(zhí)行直接用例，發(fā)現(xiàn)大部分的bug；

　　帶隨機(jī)的大量測(cè)試，試圖撞出bug；

　　4）完備性分析，確保無(wú)漏驗(yàn)

　　FA/AS完備性確認(rèn)，確認(rèn)FS/AS中的所有點(diǎn)都已納入測(cè)試點(diǎn)，并確保已被覆蓋，包括應(yīng)用場(chǎng)景；

　　接口完備性確認(rèn)，保證所有的接口時(shí)序都已覆蓋，包括正常時(shí)序及異常時(shí)序；

　　覆蓋率確認(rèn)，分析所有的代碼覆蓋率、功能覆蓋率，保證全部覆蓋；

　　代碼分析，熟練掌握電路的實(shí)現(xiàn)邏輯，保證所有的電路corner都已覆蓋；

　　上述這幾個(gè)步驟是一個(gè)比較規(guī)范的流程，只要每個(gè)步驟都做好，基本就能做到無(wú)漏測(cè)、零漏驗(yàn)。

　　6、驗(yàn)證的后話

　　1）驗(yàn)證的空間

　　作為驗(yàn)證人員最希望的情況是：把所有的激勵(lì)空間都覆蓋到，這樣就絕對(duì)能保證無(wú)漏測(cè)、零漏驗(yàn)。但實(shí)際情況是：芯片規(guī)模越來(lái)越大，其激勵(lì)空間近乎無(wú)限，同時(shí)EDA仿真的速度奇慢，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋，即使是FPGA、EMU等仿真加速器對(duì)此也是無(wú)能為力。

　　因此，合理劃分激勵(lì)等價(jià)類是相當(dāng)重要的，但這也一直是驗(yàn)證的難點(diǎn)所在，很多情況下根本就沒(méi)法分析清楚等價(jià)類。

　　2）CDV驗(yàn)證

　　CDV就是覆蓋率驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證的意思，就是寫(xiě)一大堆覆蓋率（斷言覆蓋率、功能覆蓋率、代碼覆蓋率），只要這些覆蓋率全都達(dá)到的話則表示驗(yàn)證已經(jīng)完備。

　　這是我們的目標(biāo)，其前提是分析清楚我們的測(cè)試點(diǎn)覆蓋空間，這個(gè)分析也是讓人頭痛的事，沒(méi)有誰(shuí)敢拍著胸脯說(shuō)這個(gè)測(cè)試點(diǎn)空間是完備的。

　　3）formal驗(yàn)證

　　傳統(tǒng)的仿真都是動(dòng)態(tài)驗(yàn)證，由于其仿真效率低下無(wú)法遍歷所有空間，formal這種靜態(tài)的驗(yàn)證手段則可以遍歷所有空間。不過(guò)在目前這個(gè)階段，formal還只能適用于百萬(wàn)門(mén)級(jí)的模塊驗(yàn)證，同時(shí)目前市面上的formal工具大多要么只對(duì)控制邏輯支持較好，要么只對(duì)算法邏輯支持較好，幾乎沒(méi)有一款formal工具能完美支持所有的電路邏輯。

　　4）環(huán)境自動(dòng)化

　　在驗(yàn)證過(guò)程中，搭建驗(yàn)證環(huán)境是一個(gè)機(jī)械性的勞動(dòng)，但有時(shí)候又比較耗費(fèi)時(shí)間而且容易出錯(cuò)，因此把驗(yàn)證環(huán)境做成自動(dòng)化工具，還是能提高不少驗(yàn)證效率的。

　　5）全部使用直接用例

　　從驗(yàn)證流程中可以看到，用例執(zhí)行過(guò)程中大部分bug在直接用例過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)，但還有一部分隱藏比較深的bug只有通過(guò)隨機(jī)激勵(lì)來(lái)發(fā)現(xiàn)。

　　這里存在一個(gè)問(wèn)題，隨機(jī)測(cè)試是不可靠的，有很大的概率發(fā)現(xiàn)不了隱藏的bug，對(duì)此可以有兩種方法：

　　一是采用帶約束的隨機(jī)，這樣可以更好的達(dá)到邊界點(diǎn)，這同樣存在概率性問(wèn)題；

　　二是所有的corner點(diǎn)全部用直接用例覆蓋，這些直接用例執(zhí)行一次即可發(fā)現(xiàn)所有的bug，根本不需要進(jìn)行長(zhǎng)期的隨機(jī)測(cè)試，這要求我們能識(shí)別出所有的corner點(diǎn)；

　　方法二是我們追求的目標(biāo)，全部用直接用例覆蓋，取代長(zhǎng)期隨機(jī)測(cè)試，可惜愿望是美好的。

　　6）復(fù)用的東西都BB化

　　在芯片設(shè)計(jì)中經(jīng)?；刂赜靡郧暗哪K，這樣不僅加快進(jìn)度，而且能降低出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)；但是對(duì)于驗(yàn)證人員來(lái)說(shuō)，復(fù)用并不一定是好事情，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的事情：由于是復(fù)用之前的模塊，所以在驗(yàn)證的時(shí)候會(huì)掉以輕心，結(jié)果埋下bug。如果把復(fù)用模塊當(dāng)做全新模塊來(lái)驗(yàn)證，這又要花費(fèi)大量的時(shí)間，可能就會(huì)延后芯片的投片時(shí)間。

　　對(duì)于復(fù)用的模塊，驗(yàn)證人員也可以把驗(yàn)證的相關(guān)東西做成BB化，后續(xù)芯片復(fù)用該模塊時(shí)，也可以復(fù)用該驗(yàn)證BB。