Timer測(cè)試方案 Timer測(cè)試平臺(tái)實(shí)現(xiàn) 測(cè)試平臺(tái)debug注意事項(xiàng)

一、測(cè)試的基本概念

IC驗(yàn)證，一般也稱(chēng)“功能驗(yàn)證”，我們今天要講的，不是這個(gè)，是它的簡(jiǎn)化版：模塊測(cè)試，是設(shè)計(jì)工程師完成代碼設(shè)計(jì)后，需要自己做的這部分驗(yàn)證工作。IC驗(yàn)證，我們將會(huì)在后續(xù)文章中，專(zhuān)門(mén)講解。

為什么說(shuō)設(shè)計(jì)工程師做的模塊測(cè)試是IC驗(yàn)證的簡(jiǎn)化版？

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先了解幾個(gè)概念：

• 白盒測(cè)試（White-box Test）
• 黑盒測(cè)試（Black-box Test）
• 灰盒測(cè)試（Grey-box Test）

這個(gè)幾個(gè)概念在軟件工程中都有介紹，IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證中一樣存在這幾個(gè)概念涉及的工作，所以直接借用。

白盒測(cè)試，一般是針對(duì)代碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行的測(cè)試，所以也有稱(chēng)白盒測(cè)試為“結(jié)構(gòu)測(cè)試”。

黑盒測(cè)試，一般是行為測(cè)試，把設(shè)計(jì)當(dāng)黑盒子，不用看代碼不用針對(duì)代碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。我們前面提到的IC驗(yàn)證，通常指的“功能驗(yàn)證”，就屬于“黑盒測(cè)試”。

灰盒測(cè)試，介于白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試之間，兼顧兩者優(yōu)點(diǎn)。

在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)工程師完成代碼設(shè)計(jì)之后，交給驗(yàn)證工程師之前，除了檢查語(yǔ)法、可綜合性之外（當(dāng)然還有其他檢查，設(shè)計(jì)剛?cè)腴T(mén)，不用關(guān)心這么多），還需要進(jìn)行基本的測(cè)試，這個(gè)基本的測(cè)試，原則上應(yīng)該是白盒測(cè)試。

實(shí)際上，因?yàn)槿吭O(shè)計(jì)工程師構(gòu)造測(cè)試?yán)齺?lái)做覆蓋完成白盒測(cè)試的工作量太大，一般都用更實(shí)際的做法：簡(jiǎn)單的功能測(cè)試。

做法：確認(rèn)設(shè)計(jì)的代碼基本可以工作，基本的讀寫(xiě)沒(méi)有問(wèn)題后，就交給驗(yàn)證工程師來(lái)做“IC驗(yàn)證”，也就是功能驗(yàn)證。當(dāng)然，不同的團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)計(jì)交付代碼質(zhì)量的要求不一樣，那么測(cè)試的內(nèi)容和工作量也有差異。

二、Timer測(cè)試方案

Timer的測(cè)試方案涵蓋的內(nèi)容包括：測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試?yán)y(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際操作中，有些團(tuán)隊(duì)略去了測(cè)試內(nèi)容的梳理和測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，僅僅構(gòu)造了一些這對(duì)基本功能的測(cè)試?yán)?，我們這部分保留這些內(nèi)容，但是做了精簡(jiǎn)。

1．測(cè)試內(nèi)容

Timer模塊的白盒測(cè)試，簡(jiǎn)化為基本的功能測(cè)試，如：

• 對(duì)總線(xiàn)接口的讀寫(xiě)檢查
• 對(duì)模塊寄存器的復(fù)位值的檢查；
• 對(duì)寄存器讀寫(xiě)的檢查；
• 對(duì)計(jì)數(shù)基本功能的檢查；
• 對(duì)代碼行、if語(yǔ)句各分支的執(zhí)行檢查等；

針對(duì)這些功能，構(gòu)造相應(yīng)的測(cè)試?yán)M(jìn)行測(cè)試。

2．測(cè)試?yán)?/strong>

根據(jù)規(guī)格書(shū)上梳理待測(cè)試的功能。實(shí)際操作時(shí)有的工程師會(huì)簡(jiǎn)化，經(jīng)測(cè)試基本功能，確認(rèn)設(shè)計(jì)可以動(dòng)起來(lái)。如下表格是測(cè)試?yán)钠巍?/p>

3．測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)

完成待測(cè)試功能的梳理和測(cè)試?yán)臉?gòu)造，我們接著要做是，設(shè)計(jì)構(gòu)造測(cè)試平臺(tái)（Testbench）。

DUT：待測(cè)試對(duì)象（Device Under Test）,也就是我們前面用Verilog或VHDL寫(xiě)的RTL設(shè)計(jì)代碼。

激勵(lì)：DUT和testbench之間只能通過(guò)頂層接口連接，所以，所有的測(cè)試數(shù)據(jù)都必須按照頂層接口的時(shí)序要求，輸入進(jìn)DUT中。這里的測(cè)試數(shù)據(jù)也叫測(cè)試?yán)蛘邷y(cè)試向量。測(cè)試?yán)?，一般是采用直接測(cè)試?yán)M(jìn)行測(cè)試，這種測(cè)試方式針對(duì)性強(qiáng)，能夠快速將模塊驅(qū)動(dòng)起來(lái)。

結(jié)果比較：等待DUT輸出結(jié)果（DUT會(huì)有標(biāo)識(shí)，或通過(guò)主機(jī)輪詢(xún)，或DUT自己有標(biāo)識(shí)接口），testbench必須按照頂層接口的時(shí)序要求，取出DUT的輸出結(jié)果，再與期望值比較，最后將比較結(jié)果打印出來(lái)，便于查看。

三、Timer測(cè)試平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言： 可以用verilog語(yǔ)言，或者VHDL語(yǔ)言，或者SystemVerilog語(yǔ)言等。

仿真工具 ：Modelsim、VCS、NC-Verilog/NC-VHDL

下面是平臺(tái)代碼實(shí)現(xiàn)的片段。

1. 頂層文件代碼

頂層包含：

• 時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)的定義；
• 時(shí)鐘周期的參數(shù)定義；
• 驗(yàn)證環(huán)境文件的導(dǎo)入；
• 時(shí)鐘的產(chǎn)生；
• 復(fù)位信號(hào)的產(chǎn)生；
• 模塊的例化；
• 在初始化中運(yùn)行測(cè)試?yán)蝿?wù)；

2 .總線(xiàn)激勵(lì)

假定Timer的總線(xiàn)接口是Z總線(xiàn)，下面的代碼就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)Z總線(xiàn)的寫(xiě)操作，將wdata寫(xiě)入zaddr這個(gè)地址里面。

3.測(cè)試?yán)?/strong>

測(cè)試?yán)饕菍⑸厦娴目偩€(xiàn)驅(qū)動(dòng)task調(diào)用起來(lái)對(duì)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，讓模塊正常工作起來(lái)。同時(shí)設(shè)定一定的循環(huán)次數(shù)，每一次新的運(yùn)行需要等待中斷到來(lái)之后進(jìn)行新的寄存器配置。

4.結(jié)果比較

為了提高debug效率，將從DUT出來(lái)的結(jié)果和理想結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比，并將對(duì)比結(jié)果打印出來(lái)。

結(jié)果比較一般流程是等待DUT的中斷到來(lái)，然后讀取Timer的寄存器的值與期望值做比較。

四、測(cè)試平臺(tái)Debug注意事項(xiàng)

1. 在對(duì)整個(gè)testbench進(jìn)行編譯時(shí)候，初期語(yǔ)法錯(cuò)誤較多，這時(shí)候需要多聯(lián)系上下文來(lái)check，很多時(shí)候工具報(bào)的問(wèn)題不在出錯(cuò)誤的地方。
2. Debug經(jīng)常遇到的問(wèn)題是測(cè)試?yán)芩?，這種情況一般是等待的事件沒(méi)有等到，或者寄存器配置錯(cuò)誤。