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功能验证

指数 功能验证

功能验证(functional verification),是电子设计自动化中验证数字电路是否与预定规范功能相符的一个验证过程,通常所说的功能验证、功能仿真是指不考虑实际器件的延迟时间,只考虑逻辑功能的一个流程。功能验证的目标是达到尽可能高的测试覆盖率,被测试的内容要尽可能覆盖所有的语句、逻辑分支、条件、路径、触发、状态机的状态等,同时在某些阶段还必须包括对时序的检查。在较小型的电路设计中,设计人员可以利用硬件描述语言来建立测试平台(通常这是一个顶级模块),通过指定测试向量来检验被测模块在各种输入情况下,检验对应的输出是符合要求。但是,在更大型集成电路设计项目中,该过程会耗费设计人员较大的时间和精力。许多项目都采用计算机辅助工程工具来协助验证人员创建随机测试激励向量。其中,硬件验证语言在建立随机测试和功能覆盖方面具有显著的优势,它们通常提供了专门用来进行功能覆盖和产生可约束随机测试激励向量的数据结构。除了上面讲述的这种通过输入测试向量的方式,功能验证还可以通过形式等效性检查(形式验证)、断言等方式来进行,达到更高的功能覆盖率。.

目录

  1. 14 关系: 形式等效性检查形式验证Cadence硬件验证语言硬件描述语言计算机辅助工程集成电路通用验证方法学Mentor Graphics测试平台新思科技斷言 (程式)数字电路数据结构

  2. 计算机逻辑

形式等效性检查

形式等效性检查(formal equivalence checking)是电子设计自动化的一个步骤,通常是在集成电路设计中,通过一些数学方法(如二元决策图、布尔可满足性问题),来对不同电路之间进行形式验证,比较它们在行为上是否等效。.

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形式验证

在计算机硬件(特别是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式验证的含义是根据某个或某些形式规范或属性,使用数学的方法证明其正确性或非正确性。.

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Cadence

華電腦股份有限公司(Cadence Design Systems, Inc;NASDAQ:CDNS)成立於1988年,是EDA(電子設計自動化)軟體與工程服務的重要廠商,主要提供設計積體電路(IC)、系統單晶片(SoC)、以及印刷電路板(PCB)所需的軟體工具與矽智財(IP),涵蓋類比/數位/混合電路設計、驗證、封裝/PCB設計等各領域。.

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硬件验证语言

件验证语言(hardware verification language, 缩写为 HVL)是一种用硬件描述语言(HDL)编写、用于电子电路设计验证的编程语言。硬件验证语言通常具有类似C++或Java这样高级语言的特点,同时又提供硬件描述语言那样的位运算功能。许多硬件验证语言能够生成带约束的随机激励,并提供了功能覆盖结构,来辅助设计人员进行复杂的硬件验证。 SystemVerilog、OpenVera和SystemC是最常用的硬件验证语言。其中,SystemVerilog更是将硬件描述语言与硬件验证语言合并到单一标准。.

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硬件描述语言

在电子学中,硬件描述语言(hardware description language, HDL)是用来描述电子电路(特别是数字电路)功能、行为的语言,可以在寄存器传输级、行为级、逻辑门级等对数字电路系统进行描述。随着自动化逻辑综合工具的发展,硬件描述语言可以被这些工具识别,并自动转换到逻辑门级网表,使得硬件描述语言可以被用来进行电路系统设计,并能通过逻辑仿真的形式验证电路功能。设计完成后,可以使用逻辑综合工具生成低抽象级别(门级)的网表(即连线表)。 硬件描述语言在很多地方可能和传统的软件编程语言类似,但是最大的区别是,前者能够对于硬件电路的时序特性进行描述。硬件描述语言是构成电子设计自动化体系的重要部分。小到简单的触发器,大到复杂的超大规模集成电路(如微处理器),都可以利用硬件描述语言来描述。常见的硬件描述语言包括Verilog、VHDL等。.

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计算机辅助工程

計算機輔助工程(Computer Aided Engineering),主要用於模擬分析、驗證和改善設計。在近年來電腦與3D CAD快速發展情況下,CAE應用比例越來越高,使用難度也越來越低,使用者數量大幅成長。與CAD相比,CAE使用者需要更多物理相關知識來設定條件與解釋結果。至於計算過程所使用到的數學方法,如微分方程、有限元素法、有限體積法等全部交給電腦處理就可以。.

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集成电路

集成电路(integrated circuit,縮寫:IC;integrierter Schaltkreis)、或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶--片/芯--片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半導體裝置,也包括被动元件等)小型化的方式,並時常制造在半导体晶圓表面上。 前述將電路製造在半导体晶片表面上的積體電路又稱薄膜(thin-film)積體電路。另有一種(thick-film)(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动元件,集成到基板或线路板所构成的小型化电路。 本文是关于单片(monolithic)集成电路,即薄膜積體電路。 從1949年到1957年,維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默 (Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型,但現代積體電路是由傑克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎,但同時間也發展出近代實用的積體電路的罗伯特·诺伊斯,卻早於1990年就過世。.

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通用验证方法学

通用验证方法学(Universal Verification Methodology, UVM)是一个以SystemVerilog类库为主体的验证平台开发框架,验证工程师可以利用其可重用组件构建具有标准化层次结构和接口的功能验证环境。它是第一个由电子设计自动化领域三巨头(Cadence、Synopsys和Mentor Graphics)联合支持的验证方法学,其最新版本为1.2版。.

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Mentor Graphics

#重定向 明導國際.

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测试平台

测试平台(test bench),或称测试台,是用于验证软件设计正确性、可靠性的一种虚拟的环境。测试平台通常包含信号输入、数据处理、验证、输出几个部分。对于小型的数字电路设计,工程师可以使用硬件描述语言来搭建测试平台。如果遇到大型集成电路项目,由于所需的测试向量相当复杂,为了达到更高的语句、分支、条件、路径、触发、翻转覆盖率,很多情况需要使用更加先进的直接随机测试方法。硬件验证语言针对随机测试的建立和功能覆盖率的提高,则提供了专用的数据结构供工程师使用。.

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新思科技

新思科技股份有限公司(,Synopsys Inc.)是一家从事电子设计自动化软件开发的公司。目前為全球第一大电子设计自动化软件供應商。该公司的首个并且最为人所知的产品是一款被称为“设计编译器(Design Compiler)”的逻辑综合工具。新思科技提供的其他产品,大多应用于专用集成电路(application-specific integrated circuit)。产品包括逻辑综合,行为综合,硬件描述语言模拟器以及晶体管级电路模拟器。这些模拟器包括协助芯片和计算机体系的逻辑设计的运行和调试环境。总部位于美国加利福尼亚州的山景城,现任首席执行官为公司的创办人阿特·德吉亚斯博士。.

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斷言 (程式)

在程式設計中,斷言(assertion)是一種放在程式中的一階邏輯(如一個結果為真或是假的邏輯判斷式),目的是為了標示與驗證程式開發者預期的結果-當程式執行到斷言的位置時,對應的斷言應該為真。若斷言不為真時,程式會中止執行,並給出錯誤訊息。 例如,以下的程式包括二個斷言: x.

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数字电路

数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脈的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过類比數位轉換器、數位類比轉換器,数字电路可以和模拟电路互相连接。.

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数据结构

在计算机科学中,数据结构(data structure)是计算机中存储、组织数据的方式。 数据结构意味着介面或封装:一个数据结构可被视为两个函数之间的介面,或者是由数据类型联合组成的存储内容的访问方法封装。 大多数数据结构都由数列、记录、可辨识联合、引用等基本类型构成。举例而言,可為空的引用(nullable reference)是引用与可辨识联合的结合体,而最简单的链式结构链表则是由记录与可空引用构成。 数据结构可透过程式语言所提供的数据类型、引用及其他操作加以实现。一个设计良好的数据结构,应该在尽可能使用较少的时间与空间资源的前提下,支援各種程式執行。 不同种类的数据结构适合不同种类的应用,部分資料結構甚至是為了解決特定問題而設計出來的。例如B树即為加快樹狀結構存取速度而設計的資料結構,常被應用在資料庫和檔案系統上。 正確的数据结构選擇可以提高演算法的效率(請參考)。在電腦程式设计的過程裡,选择适当的数据结构是一項重要工作。许多大型系统的編寫经验顯示,程式設計的困难程度与最终成果的质量与表现,取决于是否选择了最適合的数据结构。 系統架構的关键因素是数据结构而非算法的見解,导致了多种形式化的设计方法与编程语言的出现。绝大多数的语言都带有某种程度上的模块化思想,透过将数据结构的具体实现封装隐藏于使用者介面之后的方法,来让不同的应用程序能够安全地重用这些数据结构。C++、Java、Python等面向对象的编程语言可使用类 (计算机科学)来達到這個目的。 因为数据结构概念的普及,现代编程语言及其API中都包含了多种預設的数据结构,例如 C++ 标准模板库中的容器、Java集合框架以及微软的.NET Framework。.

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另见

计算机逻辑