1. 验证环境结构

1.1 测试平台

测试平台(testbench)是整个验证系统的总称。

• 包括验证结构中的各个组件、组件之间的连接关系、测试平台的配置和控制。
  • 从更系统的意义来讲，它还包括编译仿真的流程、结果分析报告和覆盖率检查等。
  • 从狭义上讲，我们主要关注验证平台的结构和组件部分，他们可以产生设计所需要的各种输入，也会在此基础上进行设计功能的检查。
• 测试平台结构图
  
  • 各个组件之间是相互独立的
  • 验证组件与设计之间需要连接
  • 验证组件之间也需要进行通信
  • 验证环境也需要时钟和复位信号的驱动
• 验证语言
  • SystemVerilog的使用比例明显占据主导地位。
  • SystemC和C/C++在验证部分也有其应用空间。
  • 方法学(UVM)的统一已经完成。
    

    2. 验证环境组件

    2.1 激励发生器

• 概念
  Stimulator(激励发生器）是验证环境的重要部件，在一些场合中，它也被称为driver (驱动器)、BFM(bus functionmodel，总线功能模型), behavioral(行为模型)或者generator(发生器)。
• 主要职责
  Stimulator的主要职责是模拟与DUT相邻设计的接口协议。Stimulator不应该违反协议，但不拘束于真实的硬件行为，还可以给出更多丰富的只要协议允许的激励场景。
• 接口
  Stimulator的接口主要是同DUT之间连接
  较精细的stimulator还可以有其它的配置接口用来控制接口的数据生成。
  Stimulatort也可以有存储接口数据生成历史的功能。
• 分类
  • initiator (发起器)
  • responder(响应器)
    

    2.2 检测器

• 主要功能
  Monitor(监测器)的主要功能是用来观察DUT的边界或者内部信号
  • 观察DUT边界信号。
    对于系统信号如时钟，可以监测其频率变化;对于总线信号，可以监测总线的传输类型和数据内容，以及检查总线时序是否符合协议。
  • 观察DUT内部信号。
    从灰盒验证的手段来看，往往需要探视DUT内部信号，用来指导stimulator的激励发送，或者完成覆盖率收集，又或者完成内部功能的检查。

    2.3 比较器

• 主要功能
  模拟设计行为和功能检查
• 比较方式
  • 线上比较(online check)
    在仿真时收集数据和在线比较，并且实时报告。
  • 线下比较(offline check)
    将仿真时收集到的数据记录在文件中，在仿真结束后，通过脚本或者其它手段，进行数据比较。

    2.4 任务和函数

    2.4.1 任务Task

• 任务的定义可以指定参数，input、output、inout及ref皆可。
• 任务可以消耗仿真时间。
• 任务可以调用其它任务或者函数。

• 虽然task不会返回值，但是我们依然可以利用return来使task结束。
  不使用return：

  
  `timescale 1ns/1ps
  module test;
  task mytask(input [7:0] x
                ,input [7:0] y
                ,output [15:0] z);
  #5ns;
  z = x*y - 1;
  #5ns;
  endtask
  
  byte unsigned a = 3 ;
  byte unsigned b = 4 ;
  byte unsigned c;
  
  initial begin
  mytask(a,b,c);
  repeat(5)begin
    #1ns;
    $display("@time %t c = %0d", $time, c);
  end
  end
  endmodule

返回结果
time 11000 c=11
time 12000 c=11
time 13000 c=11
time 14000 c=11
time 15000 c=11

**使用return:**

```systemverilog
`timescale 1ns/1ps
module test;
  task mytask(input [7:0] x
                  ,input [7:0] y
                  ,output [15:0] z);
  #5ns;
  z = x*y - 1;
  return;
  #5ns;
  endtask

    byte unsigned a = 3 ;
    byte unsigned b = 4 ;
    byte unsigned c;

  initial begin
    mytask(a,b,c);
    repeat(5)begin
      #1ns;
      $display("@time %t c = %0d", $time, c);
  end
  end
endmodule

返回结果
time  6000 c=11
time  7000 c=11
time  8000 c=11
time  9000 c=11
time  10000 c=11

2.4.2 函数Funnction

• 参数方向声明
  参数方向可声明为input、output、inout、ref，默认input类型。
• 函数返回方式
  • 可以使用return直接返回值
    return会立即返回
  • 可以将值赋给与函数同名的变量
    赋值给函数同名变量后将继续执行后续代码。

• 代码示例

  
  module test;
  function automatic void myfunc1 (input [7:0] x
                                ,input [7:0] y
                                ,output [15:0] z);
  z = x*y - 1;
  endfunction
  
  function [15:0] myfunc2 (input [7:0] x
                        ,input [7:0] y);
  myfunc2 = x*y - 1;
  endfunction
  
  initial begin
  byte unsigned a = 3 ;
  byte unsigned b = 4 ;
  byte unsigned c1 , c2;
  myfunc1(a,b,c1);
  $display("c = %0d" , c1);
  c2 = myfunc2(a , b);
  $display("c = %0d" , c2);
  end
  endmodule

返回结果：
c = 11
c = 11