如何使用測試套件解決JEDEC-UFS堆棧驗證的7大挑戰(zhàn)

如果您目前正在使用或考慮在下一個設計中使用 JEDEC UFS 協(xié)議，您可能會面臨一些驗證挑戰(zhàn)。以下博客將討論 UFS 堆棧驗證的 7 個最大挑戰(zhàn)。隨著人們開始減少引腳數(shù)量和提高速度，基于 MPHY 的堆棧已經(jīng)發(fā)展勢頭強勁，并提供了越來越多的新應用程序來利用 UFS 堆棧。UFS協(xié)議由于其更高的性能、效率、并發(fā)多任務處理、使用完整帶寬、安全性和可靠性以及更長的電源壽命而迅速被采用。

UFS 堆棧驗證挑戰(zhàn)

驗證挑戰(zhàn)

讓我們從頂部開始，順時針討論上面描述的挑戰(zhàn)。

HCI 通用寄存器 I/F

HCI（主機控制器接口）是 UFS 主機控制器中的寄存器編程，但允許用戶決定寄存器接口。這突出了保持鉤子的重要性，以便用戶使用簡單的RegToBus和BusToReg轉換API將其UFS-Host-DUT集成到環(huán)境中。其次，將友好的UFS UPIU命令轉換為HCI寄存器/存儲器RD/WR指令也帶來了更多挑戰(zhàn)。

L1.5、L2、L3、L4 層的數(shù)據(jù)記錄

Synopsys 在中間層提供了 VIP 的獨特使用模型，可幫助用戶獨立驗證 L1.5、L2、L3 或 L4 層的 DUT。這為我們提供了更好的分層數(shù)據(jù)流可見性。

復雜的重置方案

驗證每個功能的突然重置，為熱重置和冷重置創(chuàng)建復雜的重置方案，并驗證后重置前條件。主要挑戰(zhàn)是執(zhí)行任何正在進行的進程的突然重置，并使用嚴格的數(shù)據(jù)傳輸和 PMC 進程檢查休息后同一進程的重試。

數(shù)據(jù)鏈路層流控制

盡管有DME接口掛鉤，但UniPro具有中間層，即傳輸層，網(wǎng)絡層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理適配器層。當然，人們會驗證從傳輸?shù)轿锢磉m配器層的數(shù)據(jù)流，反之亦然，但最具挑戰(zhàn)性的部分是當控制 SAP 在兩者之間中斷這些流時，重要的是每一層都退出當前進程，然后稍后以優(yōu)雅的方式確認下一個進程。

眾所周知，對于給定的 TC0/TC1 幀，將從接收流量類幀的設備調(diào)度應答幀。現(xiàn)在有趣的一點是，協(xié)議沒有說明何時調(diào)度AFC / NAC，因此驗證應該有旋鈕來控制超時期限內(nèi)AFC / NAC的調(diào)度，以避免任何PA_INIT過程。

其次，驗證環(huán)境還應檢查 DUT 是否正在清除數(shù)據(jù)鏈路層的所有幀緩沖區(qū)，這些緩沖區(qū)可能包含復位時的正常幀、重新傳輸?shù)膸涂刂茙?。這里的想法是重新調(diào)用尚未確認的預重置幀。

創(chuàng)建在DL_PAUSE請求及其確認期間可能存在中斷的方案。這種情況將驗證數(shù)據(jù)鏈路和物理適配器層之間的數(shù)據(jù)流在進入休眠狀態(tài)期間的正確暫停和恢復，或者啟動PA_INIT進程或 NAC 傳輸。

休眠進程

在一個完整的 PMC 請求進程生成中驗證預休眠進入和退出、具有 L4 數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹丿B休眠請求、休眠請求和 PMC 請求 PACP 幀的配置。

在休眠過程中，重要因素對協(xié)議指定的最短休眠時間的 DUT 進行壓力測試，并在此時間段后立即退出。這些排除了遺漏的任何其他延遲，當計時器超過所需的最小延遲時，可能會忽略這些延遲。

其次，在退出休眠時，數(shù)據(jù)鏈路層是否在PA_TActivate時間后正確取消暫停。這可以通過發(fā)送即時數(shù)據(jù)，然后休眠退出過程來實現(xiàn)。

PMC 流程

驗證電源模式從非常低的速度（如PWM_G1）更改為HS_G3。在這種情況下，MPHY 如何處理配置更改以及允許的最小和最大PA_SaveConfig計時器。在這種情況下，當 MPHY 以串行模式嵌入 UNIPRO 時，時鐘會從PWM_G1變?yōu)镠S_G3，從而確保 MPHY 內(nèi)部時鐘模型的穩(wěn)定性。在這里，UNIPRO規(guī)范中提到的最小SAVE配置時間（40ns）不足以滿足MPHY的需求。

當 DUT 中未通告功能本身的兼容性時，發(fā)出 PMC 請求時會發(fā)生什么情況？我們?nèi)绾未_保如果此類請求是從 DUT 發(fā)起的并且得到遵守？如果遵循，則 PMC 是否與請求幀中的功能集一起發(fā)送。這種情況會檢查 DUT 的啟動功能。

針對 DUT 功能創(chuàng)建 PMC 請求，并在重試中創(chuàng)建不同的配置請求、PMC 進程與 L4 數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹丿B等。以及稍后要討論的更多內(nèi)容。

多通道偏斜變化

由于它是一個多通道協(xié)議，另一個有趣的因素是處理數(shù)據(jù)多通道的對齊。

在多車道環(huán)境中生成隨機偏斜，車道-車道之間具有正負偏斜。

確保在PMC和Hibernate進程之后以最少的配置時間進行所有數(shù)據(jù)傳輸，特別是并以最大的傾斜啟動下一個進程。

新思科技 UFS 測試套件可應對上述驗證挑戰(zhàn)

為了應對上述所有驗證挑戰(zhàn)，Synopsys 提供了獨特的 UFS 測試套件解決方案。下圖描述了 UFS 堆棧中上述挑戰(zhàn)的理想解決方案。

UFS 主機測試套件框圖

用于 UFS-主機 DUT 驗證的 Synopsys 解決方案提供了將 UFS 主機控制器 DUT 集成到 UFS 主機測試套件中的簡單步驟。上面的示例顯示了 AXI/APB 寄存器接口和到主機控制器的內(nèi)存接口的現(xiàn)成轉換模型。

其中一個關鍵區(qū)別在于，Synopsys UFS VIP 可以配置為獨立的 HCI-VIP，它將 UPIU 序列信息轉換為寄存器讀/寫或存儲器讀/寫命令轉換，以“uvm_reg_item”接口的形式。這使得用戶更通用地使用UVM_REG_OBJECT并在已經(jīng)連接了 RAL 的現(xiàn)有環(huán)境中使用它。更有趣的是，解決方案應該能夠提供所有必要的旋鈕來創(chuàng)建所有 UFS 流量，并在 VIP 充當 HCI 或 UFS 主機時重復使用相同的旋鈕。這樣，如果要將獨立的HCI嵌入到現(xiàn)有環(huán)境中，用戶就可以更輕松地維護測試環(huán)境。該解決方案清楚地描繪了 UFS 主機 DUT 集成的干凈即插即用模型。通過“uvm_reg_item”接口為寄存器覆蓋提供簡單的鉤子。

對于所有其他挑戰(zhàn)，如PMC、休眠過程、復位場景、數(shù)據(jù)鏈路層流控制、多通道偏斜變化，UFS測試套件解決方案提供了廣泛的序列集合，涵蓋了驗證挑戰(zhàn)的所有棘手方面。

不同層的記分牌供用戶點擊，以防需要中間層記分板。在上圖中，記分牌顯示在UPIU級別以用于說明。

審核編輯：郭婷