三个步骤来完成重置行为验证

由克里斯•郭Priya Viswanathan,萍杨

重置验证架构是出了名的复杂和困难。今天的soc包含高度复杂的重新分布和同步电路。通常,重置树木可以大于时钟树和许多相同的潜在问题。

验证设计下能正确重置所有的操作模式,提出了重大挑战。然而,未能赶上重置相关错误会导致昂贵的,后期的设计变更,在最坏的情况下,硅的衍生和上市时间延迟。通常这些类型的错误是一个非常严重的自然,呈现芯片完全无法使用。

的许多问题难以捕捉小虫子一样,不容易调试与仿真或传统的验证技术。仿真不能实现完整的测试覆盖率和门电路级仿真运行在设计周期的太晚了。

克服这些缺陷,确保正确的重置树实现和复位的正确用法,需要全面的三阶段验证解决方案,包括:

• 静态分析的设计结构
• RTL与X-propagation模拟
• 形式分析

本文描述了这个分三部分的方法解决重置验证的挑战。每个三个步骤都有其优点和缺点。他们以各种方式相互补充,一个完整的解决方案需要包括所有三个。

自动重置验证

1。静态分析
确定重置树(图1)可以通过对RTL执行静态分析使用一个自动化的形式验证工具。因为静态分析只需要RTL,它可以执行而无需创建testbench刺激或断言,它消除了需要等待门电路级模拟。

图1:典型的重置树拓扑。

重置域具有以下属性:

• 类型:同步或异步
• 极性:活性低或活性高
• 值:1和复位为0
• 顶部重置信号

首先重置合成来确定的。然后他们被归类为同步或异步复位,以及他们是否高或活性低重置十分活跃。顶复位信号是公认的在设计通过识别结构模板同步和异步复位销的注册和各自的极性。

一旦建立重置树,它可以注释多层设计信息,包括时钟、力量,和延迟的水平。详细的重置的生成树使结构检查重置架构。静态分析的结果不同,从简单的信息检查复杂的功能检查。

一些例子的检查:

• 重置使用活性低,活性高的设计
• 重置使用异步和同步
• 冲突之间的重置使用规范和使用
• 重置用作数据

静态分析还执行功能检查复位问题。一些例子:

• 异步复位域交叉
• 重置及其reconvergence同步器结构
• 复位延迟协议
• 故障检测

最先进的芯片使用多个时钟域。亚稳定性设计中由于异步时钟域交叉是一个众所周知的问题。然而,即使在同一时钟域的数据路径,如果源寄存器的复位域不同于目的寄存器,异步交叉路径仍然可能造成亚稳定性目的寄存器。正确地实现这些口岸包括理解使用重置与时钟域域及其相互作用。图2显示了一个电路可以有这样的亚稳定性问题。

图2:电路与潜在的亚稳定性问题。

在一个复杂的SoC设计与多个重置资源和大量的寄存器,可能会有数百万的重置相关违规行为。一个复杂的调试方法和环境是至关重要的帮助用户管理违规行为,以及理解和调试实际问题。

静态分析的缺点是,在许多情况下,它可以只显示有潜在的问题。表明实际存在的问题设计,我们需要依靠RTL模型模拟或检查正式引擎。这需要用户编写上海广电断言。在某些情况下,工具也可以生成断言使用RTL模拟和形式验证。

2。RTL与X-Propagation模拟
RTL模拟与silicon-accurate X-propagation语义可以用来发现问题未初始化的设计元素,不能发现静态分析。X-propagation地址X-optimism向前传播X值的时间。它包括if语句,语句,条件作业。例如,当一个条件表达式X的值,一个X-propagation增强模拟器改变语言语义传播X值。可以观察到这些值在下游逻辑仿真波形和传播X值的影响。

如果x不阻塞或正确处理设计,模拟可能会失败。特别设计的硅实现可能受到随机故障完全错过了正常的RTL模拟。

3所示。形式验证
尽管基于仿真的验证能够检测许多设计缺陷,它需要一个适当的testbench刺激。模型检测技术可用于补充传统的仿真方法。例如,形式验证可以用于验证这些树重置属性:

• 连接重置所有来源的预期的目的地
• X-pessimism和X-optimism
• 腐败与未知的逻辑正确复位存储元素的值

大部分的重置问题导致x状态,最终导致硅bug。

结论
重置架构目前很难捕捉小虫子一样,不能被容易的模拟或传统的验证技术。这些复杂的问题需要一整套涉及静态分析方法,模拟和形式分析。

,重置检查应用——基于CDC分析技术可以用来自动执行一个详尽的,自下而上的重置树分析,然后自动生成和断言证明覆盖大量重置特定结构检查。

常见的重置问题的描述自己的结果在实际使用这三部分的解决方案设计,请下载在SoC设计中解决的挑战重置验证。

有关此主题的更多信息,请参阅Specification-Driven方法重置域交叉的设计和验证逻辑了解基于需求的方法重置域交叉设计和验证。

Priya Viswanathan导师,是一个员工工程师西门子业务。她目前是等温淬火功能安全验证研发组的成员。此前,Viswanathan,疾控中心的发展和工作,复位检查产品。Viswanathan收到从圣何塞州立大学计算机工程硕士学位。

克里斯·郭首席工程师导师,西门子业务。直到最近,郭,疾控中心和领导,重置检查研发组。他目前正在等温淬火功能安全验证工具。郭从加州大学洛杉矶分校获得计算机科学硕士学位。

萍杨,博士导师的主要功能验证部门的工程师图形,西门子业务。他有超过20年的应用、市场营销、EDA行业和产品开发经验,包括在0位置,Synopsys对此,导师图形。他拥有9项专利在CDC和形式验证区域。