基于SVA的AFDX网络MAC IP核功能验证

摘要： 近年来，机载SoC设计复杂度的不断提升使得集成IP核的应用越来越广泛，如何高效和准确地对IP核进行功能验证成为目前航空领域的实际需求。采用SVA对AFDX网络MAC IP核搭建层次化验证平台，将断言与待测设计的关键点处进行绑定，并在验证平台中插入断言对测试激励的时序性和完整性进行检查，通过覆盖率统计评估验证的完整性。测试结果表明，采用SVA的验证平台可以在需要检查的功能点发生错误时更快、更清晰地定位出错误源，提高了对机载SoC中IP核功能验证的高效性和准确性。

0 引言

机载电子系统对信息传输能力和实时通信性能的需求不断提高，机载SoC设计的复杂度也随之不断提高，在设计中集成IP核能够减少设计复杂度，提高工作效率^[1]。近年来对AFDX网络的研究多在系统级测试上^[2-3]，但是当机载电子硬件出现问题时无法及时地定位出故障点，根据DO-254的要求，验证机载SoC设计的符合性是机载电子硬件研制过程中的关键技术之一，而如何高效和准确地对机载SoC中的IP核进行功能验证成为目前机载SoC验证的关键问题^[4]。

文献[5]机载IP软核的适航符合性验证方法研究，采用SystemVerilog语言搭建约束随机验证平台对PCI总线接口IP核进行验证，通过代码覆盖率及功能覆盖率数据完成功能验证。该验证平台只进行了定向测试，并未进行健壮性组合测试，随着机载SoC设计复杂度越来越高，验证平台承担的任务越来越多，而且验证平台中发生器产生测试激励的时序性无法保证，不能直接用于AFDX网络MAC IP核的功能验证。文献[6]基于断言的Compact_PCI总线IP核功能验证，提出一种基于断言的监视器组件设计方法，将IP核接口信号时序的断言、覆盖率统计的断言封装为监视器组件，但是其并未设计参考模型，缺乏硬件模拟的任务，缺少了验证的整体检查。文献[7]基于断言的形式化验证与UVM的综合应用中，使用基于断言的UVM验证方法对待测设计DUT进行验证，采用将断言模块与设计绑定方式的黑盒验证，但是黑盒验证测试失败时无法更深层次地定位问题，所以采用灰盒验证的方式将监视器、断言、参考模型一同用来完善验证。

本文采用搭建基于SVA的层次化验证平台对AFDX网络的MAC IP核进行功能验证，在验证平台中的生成器和驱动器插入断言来保证测试激励的时序性和顺序性，在DUT接口处和内部关键点处插入断言来保证数据的完整性，将这些断言封装成断言IP放在验证环境中，提高了验证的可观测性，并且在覆盖率达不到要求时能够快速地找出设计中的功能缺陷点。通过在生成器中对健壮性测试进行组合设计，提高了验证平台的可重用性，缩短了验证周期，提高了验证效率。