《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于SVA的AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核功能驗(yàn)證
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第7期
閻 芳1，2，3，李 翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田 毅1，2，3
1.中國(guó)民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300； 2.中國(guó)民航大學(xué) 民航航空器適航審定技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；3.中國(guó)民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300
摘要： 近年來(lái)，機(jī)載SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度的不斷提升使得集成IP核的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如何高效和準(zhǔn)確地對(duì)IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證成為目前航空領(lǐng)域的實(shí)際需求。采用SVA對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核搭建層次化驗(yàn)證平臺(tái)，將斷言與待測(cè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)處進(jìn)行綁定，并在驗(yàn)證平臺(tái)中插入斷言對(duì)測(cè)試激勵(lì)的時(shí)序性和完整性進(jìn)行檢查，通過(guò)覆蓋率統(tǒng)計(jì)評(píng)估驗(yàn)證的完整性。測(cè)試結(jié)果表明，采用SVA的驗(yàn)證平臺(tái)可以在需要檢查的功能點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)更快、更清晰地定位出錯(cuò)誤源，提高了對(duì)機(jī)載SoC中IP核功能驗(yàn)證的高效性和準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞： SVA 功能驗(yàn)證 IP核 AFDX
中圖分類(lèi)號(hào)： TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191349
中文引用格式： 閻芳，李翔，徐雙平，等. 基于SVA的AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核功能驗(yàn)證[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(7)：70-73，77.
英文引用格式： Yan Fang，Li Xiang，Xu Shuangping，et al. Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(7)：70-73，77.
Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA
Yan Fang1，2，3，Li Xiang2，3，Xu Shuangping2，3，F(xiàn)an Yuyang1，2，3，Tian Yi1，2，3
1.Civil Aircraft Airworthiness and Repair Key Laboratory of Tianjin，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China； 2.Key Laboratory of Civil Aircraft Airworthiness Technology，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300,China； 3.College of Airworthiness，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China
Abstract： In recent years, with the increasing complexity of airborne SoC design, the application of integrated IP core has become more and more extensive. Therefore, how to effectively and accurately verify the functions of IP core has become a practical requirement in the aviation field. SVA was used to build a hierarchical verification platform for MAC IP core of AFDX network. Binding the assertions to the key points in the design under tested and inserting assertions into the verification platform could check the timing and integrity of test excitation. Then, coverage statistics were used to assess the completeness of the validation. The test results showed that the verification platform using SVA could locate the error source faster and more clearly when the error occurred at the function point that needed to be checked. That improved the efficiency and accuracy of IP core function verification in airborne SoC.
Key words : SVA；functional verification；IP core；AFDX

0 引言

    機(jī)載電子系統(tǒng)對(duì)信息傳輸能力和實(shí)時(shí)通信性能的需求不斷提高，機(jī)載SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也隨之不斷提高，在設(shè)計(jì)中集成IP核能夠減少設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高工作效率[1]。近年來(lái)對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)的研究多在系統(tǒng)級(jí)測(cè)試上[2-3]，但是當(dāng)機(jī)載電子硬件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法及時(shí)地定位出故障點(diǎn)，根據(jù)DO-254的要求，驗(yàn)證機(jī)載SoC設(shè)計(jì)的符合性是機(jī)載電子硬件研制過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，而如何高效和準(zhǔn)確地對(duì)機(jī)載SoC中的IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證成為目前機(jī)載SoC驗(yàn)證的關(guān)鍵問(wèn)題[4]。

    文獻(xiàn)[5]機(jī)載IP軟核的適航符合性驗(yàn)證方法研究，采用SystemVerilog語(yǔ)言搭建約束隨機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)PCI總線(xiàn)接口IP核進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)代碼覆蓋率及功能覆蓋率數(shù)據(jù)完成功能驗(yàn)證。該驗(yàn)證平臺(tái)只進(jìn)行了定向測(cè)試，并未進(jìn)行健壯性組合測(cè)試，隨著機(jī)載SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度越來(lái)越高，驗(yàn)證平臺(tái)承擔(dān)的任務(wù)越來(lái)越多，而且驗(yàn)證平臺(tái)中發(fā)生器產(chǎn)生測(cè)試激勵(lì)的時(shí)序性無(wú)法保證，不能直接用于AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核的功能驗(yàn)證。文獻(xiàn)[6]基于斷言的Compact_PCI總線(xiàn)IP核功能驗(yàn)證，提出一種基于斷言的監(jiān)視器組件設(shè)計(jì)方法，將IP核接口信號(hào)時(shí)序的斷言、覆蓋率統(tǒng)計(jì)的斷言封裝為監(jiān)視器組件，但是其并未設(shè)計(jì)參考模型，缺乏硬件模擬的任務(wù)，缺少了驗(yàn)證的整體檢查。文獻(xiàn)[7]基于斷言的形式化驗(yàn)證與UVM的綜合應(yīng)用中，使用基于斷言的UVM驗(yàn)證方法對(duì)待測(cè)設(shè)計(jì)DUT進(jìn)行驗(yàn)證，采用將斷言模塊與設(shè)計(jì)綁定方式的黑盒驗(yàn)證，但是黑盒驗(yàn)證測(cè)試失敗時(shí)無(wú)法更深層次地定位問(wèn)題，所以采用灰盒驗(yàn)證的方式將監(jiān)視器、斷言、參考模型一同用來(lái)完善驗(yàn)證。

    本文采用搭建基于SVA的層次化驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)AFDX網(wǎng)絡(luò)的MAC IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證，在驗(yàn)證平臺(tái)中的生成器和驅(qū)動(dòng)器插入斷言來(lái)保證測(cè)試激勵(lì)的時(shí)序性和順序性，在DUT接口處和內(nèi)部關(guān)鍵點(diǎn)處插入斷言來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性，將這些斷言封裝成斷言IP放在驗(yàn)證環(huán)境中，提高了驗(yàn)證的可觀測(cè)性，并且在覆蓋率達(dá)不到要求時(shí)能夠快速地找出設(shè)計(jì)中的功能缺陷點(diǎn)。通過(guò)在生成器中對(duì)健壯性測(cè)試進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，提高了驗(yàn)證平臺(tái)的可重用性，縮短了驗(yàn)證周期，提高了驗(yàn)證效率。




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作者信息:

閻  芳1，2，3，李  翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田  毅1，2，3

(1.中國(guó)民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；

2.中國(guó)民航大學(xué) 民航航空器適航審定技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；3.中國(guó)民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300)

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