嵌入式系統芯片的軟硬件協同仿真環境設計
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驗證的總體架構是分層次的，層次化的驗證環境具有很好的擴展性和重用性，各個層次完成自己特定的功能。Test層又叫TC層，主要完成數據激勵的定義、環境的控制工作。Generator層定義的數據“模板”，產生各種數據激勵。Function Layer層完成輸入和輸出數據激勵的收集，進行自動比對。Command Layer層主要按接口時序收發數據，同時將一些底層方法(如數據讀寫等)進行封裝。Signal Layer層主要是完成接口信號連接工作。不同的人關注不同層次，一般的驗證人員只需要在Test層工作，編寫測試向量。只有搭建環境的驗證人員才需了解各個層次。驗證架構的層次化降低了驗證環境復雜度和環境維護成本，提升了驗證效率。本文引用地址：http://www.104case.com/article/150062.htm
本文基本采用圖4的驗證環境架構的思路，并在其基礎上進行修改，添加相應組件。VMM驗證環境架構如圖5所示，環境數據流從測試用例Test Case開始，經過數據包產生器Generator和數據處理器Transactor送給BFM處理，BFM把驗證環境的抽象層次從信號級抽象到Transaction級，在實現上只做時序轉換功能，利于重用。從發送方向看，BFM只負責將接收到的數據發送給DUT；從接收方向看，BFM只負責將接收到的數據發給Transactor，實現任何數據的解析。Monitor抓取接口上的信號，并分析各組控制信號之間的邏輯時序關系，檢查其是否滿足協議所規定的邏輯時序關系，同時把監測到的數據信號轉化為數組送到RM解析。與BFM一樣，Monitor只實現時序轉換功能，不做數據解析。從Monitor上采樣數據再送入RM，是基于重用的角度考慮。參考模型(RM)用于預測數據響應，Check組件將RM的輸出數據與被觀測響應進行比較。
該驗證環境架構還添加斷言(Assertion)來提高觀察和定位設計問題的能力。斷言是檢查DUT中信號行為是否正確的觀察器，用來描述被預期的特定性質。本文采用的斷言為SVA斷言語言，可以應用到設計過程的各個階段，還可以統計功能覆蓋率。
5 基于DSM的軟硬件協同仿真調試
由于DSM模型在仿真過程中，會將ARM執行的每一步動作打印出來，生成一個log．eis文件，由該文件給出的信息定位問題非常方便，如圖6所示。
圖中第1列表示程序執行到ARM的第幾個時鐘周期。第2列是ARM執行的指令類型。第3列的CCFAIL表示條件執行時是否執行，如果條件執行了，則不打印CCFAIL，反之則打印出CCFAIL。第4列是ARM執行的機器碼。最后幾列是詳細的ARM執行的動作，從圖中可以看出ARM執行哪一步指令，將哪些數據讀寫到哪些地址。對應的仿真波形圖如圖7所示。可以看出，log．eis完整無誤地將ARM執行的動作打印了出來。
結語
設計驗證是SoC設計的關鍵技術之一，貫穿整個SoC設計過程。隨著SoC技術的發展，軟硬件協同驗證的效率和正確性對整個SoC設計的影響也越來越大。相比傳統的軟硬件協同環境，本文介紹的環境速度快，更真實，調試也更加容易。該環境可繼承性好，能夠為各種SOC項目開發驗證所用。
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