基于C++TCL PLI聯合仿真下的芯片驗證方法研究

2 腳本層關鍵技術
編寫激勵源數據屬于驗證過程的腳本層，為了高效地生成數據，使用TCL腳本語言實現。TCL與C／C++等編譯性語言的最大區別是當TCL語言編寫好之后不用通過軟件編譯就可以直接運行，運行一行就是“解釋”一行，“解釋”的過程通過TCL解釋器完成。TCL擁有一個固有的核心命令集，同時還具有和C／C++語言類似的控制結構，如if控制、循環控制和switch控制等，并支持過程的定義和調用，對數組和字符串等簡單數據結構也提供了支持，然而TCL標準庫提供的命令可能不會滿足需要．這時要針對某一特定應用領域對TCL語言的核心命令集合進行擴展，加入適合于自己使用的擴展命令。
擴展TCL命令主要采用編寫二進制程序包的方法，二進制程序包本身并不嵌入TCL解釋器，而是一些用C／C++編寫的擴展命令的集合。任何標準的TCL解釋器都可以用加載的方法使用二進制程序包中的擴展命令，Modelsim仿真工具集成了TCL解釋器。擴展一個TCL命令大致可以分為兩步：編寫擴展命令對應的C／C++過程和注冊命令。TCL擴展命令的函數原型為：int Tcl_CmdProc(ClientData，Tcl_In-terp *interp，int argc，char *argv[])，參數clientData由TCL調用者傳人，其值在注冊擴展函數時設置；參數interp也由TCL調用者傳入，是指向解釋器結構的指針；參數argc和argv與標準C語言的命令行參數argc,argv的含義類似，其中argc是被調用參數的個數，argv[0]是被調用的命令本身，argv[argc]是NULL，而argv[1]到argv[argc-1]才是真正的參數。編寫好的擴展命令還需要注冊，如果注冊成功就可以在TCL解釋器中使用了，注冊過程在初始化函數中進行，TCL注冊函數原型為Tcl_CreateCommand(Tcl_Interp*interp，char *cmdName，Tcl_CmdProc *proc，Client-Data clientData，Tcl_CmdDeleteProc *deleteProc)，cmd-Name是解釋器中使用的命令名，proc為編寫的擴展函數名。需要注意的是TCL初始化函數的名稱必須是首字母大寫的DLL文件主文件名+一個下劃線+首字母大寫的Init組成。

3 時序層關鍵技術
編寫發送器和接收器屬于驗證過程的時序層，時序層也包括被例化的設計模塊。腳本層生成的激勵數據是用TCL語言編寫的，而發送器和接收器是使用硬件描述語言Verilog編寫，為了實現兩種語言的數據傳遞，需要使用PLI接口編程語言完成兩者的結合，從而達到將激勵數據正確傳送到設計模塊和參考模型以及收集設計模塊輸出數據的目的，完成仿真這一過程。PLI函數對應發送器和接收器中調用的任務，它使用C++語言擴展，在Verilog代碼中使用，主要包括四個C++函數：calltf，cheektf，sizetf，misctf函數，一般情況下只需要編寫其中的三個函數checktf，misctf和calltf函數。編寫完這三個函數之后，要注冊PLI函數對應的Verilog代碼中使用的系統任務或函數，提供每個系統任務和函數的名字以及相應的回調函數，使用結構體s_tfeell在C++代碼中來注冊PLI函數。
calltf函數在仿真運行時被調用，即仿真執行到發送器或接收器中定義好的PLI任務時，就會調用該任務對應的calltf函數；checktf函數在仿真開始運行前被仿真器調用，換句話說，在仿真時刻0，這個函數可以由仿真器的編譯器調用，checktf函數的主要目的是校驗一個系統／任務是否被正確使用和加載環境設置命令；misctf函數在仿真運行時的各種混雜事件情況下被調用，根據PLI函數調用變量的屬性選擇相應的處理策略。
PLI函數要實現的具體功能在calltf函數中編寫，在這個函數中可以通過使用tf_getp(n)和tf_putp(n，val-ue)函數讀取時序層的數據和對時序層的數據賦值，其中n表示變量的位置，value表示變量要賦的值。如果時序層的數據為數組類型，使用tf_nodeinfo()函數讀取和修改Verilog內存數組和變量數組中的內容。當調用tf_nodeinfo()函數來訪問Verilog數組中的值時，函數將返回一個指向仿真數據結構中數組實際存儲空間的指針。一旦PLI應用獲得了該指針，數組中的值在仿真過程中既可以被讀取也可以被修改。要訪問數組，并不需要每次都調用tf_nodeinfo()函數，只需要保存好初次調用tf_nodeinfo()獲得的數組指針，tf_nodeinfo()需要在系統函數／任務調用時在參數中指定一個選定的單元。