簡介

連通性檢查涉及驗證器件布線。它相當於問這樣一個問題：“設計元素是否被正確裝配？” 更準確地說，它是在驗證設計中的邏輯模塊之間的連接是否正確，例如：模塊 B1 上的輸出 A 是否正確連接到模塊 B2 上的輸入 A''。這常常是很困難的驗證任務。設計包含數以千計的導線，這些導線的正確性可能都需要檢查
，因此要檢查的連接數量是一個問題。

 

調(tiao)試(shi)提(ti)出(chu)了(le)另(ling)一(yi)個(ge)次(ci)要(yao)的(de)但(dan)常(chang)常(chang)同(tong)樣(yang)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)。原(yuan)因(yin)是(shi)

，雖(sui)然(ran)采(cai)用(yong)定(ding)向(xiang)或(huo)約(yue)束(shu)隨(sui)機(ji)方(fang)法(fa)通(tong)過(guo)動(dong)態(tai)測(ce)試(shi)檢(jian)查(zha)連(lian)通(tong)性(xing)肯(ken)定(ding)能(neng)發(fa)現(xian)一(yi)些(xie)連(lian)通(tong)性(xing)錯(cuo)誤(wu)
，但(dan)問(wen)題(ti)隻(zhi)會(hui)表(biao)現(xian)為(wei)被(bei)測(ce)模(mo)塊(kuai)內(nei)部(bu)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)問(wen)題(ti)，而(er)不(bu)一(yi)定(ding)能(neng)幫(bang)助(zhu)查(zha)明(ming)問(wen)題(ti)連(lian)接(jie)。使(shi)用(yong)斷(duan)言(yan)可(ke)以(yi)在(zai)源(yuan)頭(tou)捕(bu)獲(huo)設(she)計(ji)錯(cuo)誤(wu)，從(cong)而(er)減(jian)輕(qing)調(tiao)試(shi)問(wen)題(ti)。但(dan)是(shi)
，所(suo)需(xu)的(de)檢(jian)查(zha)量(liang)仍(reng)然(ran)可(ke)能(neng)令(ling)人(ren)瞠(cheng)目(mu)。

 

為應對此類挑戰，形式驗證為我們提供了一種快速、詳(xiang)盡(jin)且(qie)支(zhi)持(chi)高(gao)效(xiao)調(tiao)試(shi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。傳(chuan)統(tong)上(shang)，芯(xin)片(pian)級(ji)形(xing)式(shi)驗(yan)證(zheng)確(que)實(shi)不(bu)可(ke)行(xing)。該(gai)方(fang)法(fa)通(tong)常(chang)以(yi)模(mo)塊(kuai)級(ji)別(bie)為(wei)目(mu)標(biao)
，使(shi)狀(zhuang)態(tai)空(kong)間(jian)的(de)規(gui)模(mo)保(bao)持(chi)在(zai)適(shi)當(dang)水(shui)平(ping)。但(dan)是(shi)
，鑒(jian)於(yu)連(lian)通(tong)性(xing)檢(jian)查(zha)僅(jin)集(ji)中(zhong)在(zai)布(bu)線(xian)上(shang)（與模塊級別的複雜度相比，布線一般是器件的簡單部分），借助一些假設
，狀態空間可以減小到可管理的規模。這種簡化的性質取決於所需檢查的類型。

 

本文首先會概述幾種類型的連通性檢查，然後詳細介紹一種新型半自動驗證流程（包括代碼）。已有一些 Mentor Graphics 使用該流程來簡化連通性檢查。該流程基於一個腳本環境，圍繞該環境提供了充足的信息以方便用戶開始實施新的驗證方法。

 

點對點連通性檢查的類型

直接點對點檢查

連通性檢查的最簡單形式是點對點檢查 —— 端口 A 是否連接到端口 B？這是就同一層次結構而言的。

 

例如，如果一個設計有八個模塊，所有模塊都位於頂層，那麼驗證隻需要檢查這八個模塊與頂層之間的連接。

 

在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，我(wo)們(men)隻(zhi)需(xu)把(ba)八(ba)個(ge)子(zi)模(mo)塊(kuai)進(jin)行(xing)黑(hei)盒(he)化(hua)處(chu)理(li)
，而(er)不(bu)必(bi)對(dui)整(zheng)個(ge)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo)。檢(jian)查(zha)不(bu)依(yi)賴(lai)於(yu)模(mo)塊(kuai)內(nei)容(rong)，因(yin)此(ci)無(wu)需(xu)讀(du)取(qu)這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)的(de) HDL。

 

跨層次結構的直接點對點檢查

zhezaibenzhishangyujiandanjianzhafangfaxiangsi，buguojianzhadeshiweiyuyigecengcijiegouzhongyigemokuaishangdeduankoushifouzaiwulishangzhengquelianjiedaoweiyulingyicengcijiegouzhongdeyigemokuai

，huozheweiyuxinhaoyuandedangeduankoushifoulianjiedaoduogeduandian。

 

以對存儲器的寫使能為例。它可能起源於單個頂層輸入管腳，但可以連接到跨許多不同層次位置的許多存儲器實例。

 

現(xian)在(zai)涉(she)及(ji)層(ceng)次(ci)結(jie)構(gou)，因(yin)此(ci)無(wu)法(fa)將(jiang)上(shang)方(fang)的(de)模(mo)塊(kuai)實(shi)例(li)統(tong)一(yi)進(jin)行(xing)黑(hei)盒(he)化(hua)處(chu)理(li)。黑(hei)盒(he)化(hua)處(chu)理(li)應(ying)該(gai)在(zai)最(zui)高(gao)層(ceng)級(ji)上(shang)執(zhi)行(xing)，但(dan)隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)那(na)些(xie)不(bu)在(zai)寫(xie)使(shi)能(neng)路(lu)徑(jing)上(shang)或(huo)可(ke)能(neng)影(ying)響(xiang)寫(xie)使(shi)能(neng)連(lian)通(tong)性(xing)的(de)邏(luo)輯(ji)路(lu)徑(jing)上(shang)的(de)模(mo)塊(kuai)。盡(jin)管(guan)更(geng)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)並(bing)需(xu)要(yao)一(yi)些(xie)設(she)計(ji)知(zhi)識(shi)
，但(dan)這(zhe)種(zhong)更(geng)具(ju)選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)黑(hei)盒(he)方(fang)法(fa)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)簡(jian)化(hua)狀(zhuang)態(tai)空(kong)間(jian)。

 

 

其他類型的檢查

驗證器件的模塊間連通性可能需要進行多種類型的檢查。到目前為止

，我們僅考慮了點對點檢查，即所有條件下 A = B
，層級可以相同或不同。許多連接都是這種性質的
，但也可能需要其他類型的檢查。

 

我們來看幾個例子。

 

條件點對點檢查

兩點之間的連接可能取決於係統中的其他行為或另一個信號的狀態。例如，當驗證管腳多路複用時，所選的 IO 路徑將取決於控製信號的值。令情況變得複雜的是，信號的目的地可能是一個相反值

，執行檢查時可能還需要考慮這一點。

 

有延遲的點對點

某些情況下需要點對點連接，但傳播可能要花費若幹周期，而不是立即發生。因此，這就需要完善點對點檢查。

 

無延遲的點對點

這類似於前麵所述的簡單點對點檢查，但有一個重大區別：用戶要求檢查明確驗證不僅 A 連接到 B，而且路徑上沒有時序邏輯。

 

構造檢查

鑒於需要創建大量檢查才能全麵檢查器件連通性情況，用戶如何創建所需的斷言
？

 

一種常見方法是使用格式特別編製的電子表格，其中詳細說明了應連接的各個點
、涉及的路徑延遲、反轉、條件等。然後，工具或腳本解析電子表格並將其轉換為斷言語言，例如 SystemVerilog 斷言 (SVA) 或屬性說明語言 (PSL)。圖 1 顯示了一個帶有一些連通性信息的電子表格描述範例。

 

連通性信息（電子表格描述）