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基于SVA的AFDX網絡MAC IP核功能驗證

2020年電子技術應用第7期

閻芳1，2，3，李翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田毅1，2，3

1.中國民航大學天津市民用航空器適航與維修重點實驗室，天津300300； 2.中國民航大學民航航空器適航審定技術重點實驗室，天津300300；3.中國民航大學適航學院，天津300300

摘要： 近年來，機載SoC設計復雜度的不斷提升使得集成IP核的應用越來越廣泛，如何高效和準確地對IP核進行功能驗證成為目前航空領域的實際需求。采用SVA對AFDX網絡MAC IP核搭建層次化驗證平臺，將斷言與待測設計的關鍵點處進行綁定，并在驗證平臺中插入斷言對測試激勵的時序性和完整性進行檢查，通過覆蓋率統計評估驗證的完整性。測試結果表明，采用SVA的驗證平臺可以在需要檢查的功能點發生錯誤時更快、更清晰地定位出錯誤源，提高了對機載SoC中IP核功能驗證的高效性和準確性。

關鍵詞： SVA 功能驗證 IP核 AFDX

中圖分類號： TP393
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191349
中文引用格式： 閻芳，李翔，徐雙平，等. 基于SVA的AFDX網絡MAC IP核功能驗證[J].電子技術應用，2020，46(7)：70-73，77.
英文引用格式： Yan Fang，Li Xiang，Xu Shuangping，et al. Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(7)：70-73，77.

Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA

Yan Fang1，2，3，Li Xiang2，3，Xu Shuangping2，3，Fan Yuyang1，2，3，Tian Yi1，2，3

1.Civil Aircraft Airworthiness and Repair Key Laboratory of Tianjin，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China； 2.Key Laboratory of Civil Aircraft Airworthiness Technology，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300,China； 3.College of Airworthiness，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China

Abstract： In recent years, with the increasing complexity of airborne SoC design, the application of integrated IP core has become more and more extensive. Therefore, how to effectively and accurately verify the functions of IP core has become a practical requirement in the aviation field. SVA was used to build a hierarchical verification platform for MAC IP core of AFDX network. Binding the assertions to the key points in the design under tested and inserting assertions into the verification platform could check the timing and integrity of test excitation. Then, coverage statistics were used to assess the completeness of the validation. The test results showed that the verification platform using SVA could locate the error source faster and more clearly when the error occurred at the function point that needed to be checked. That improved the efficiency and accuracy of IP core function verification in airborne SoC.

Key words : SVA；functional verification；IP core；AFDX

0 引言

機載電子系統對信息傳輸能力和實時通信性能的需求不斷提高，機載SoC設計的復雜度也隨之不斷提高，在設計中集成IP核能夠減少設計復雜度，提高工作效率^[1]。近年來對AFDX網絡的研究多在系統級測試上^[2-3]，但是當機載電子硬件出現問題時無法及時地定位出故障點，根據DO-254的要求，驗證機載SoC設計的符合性是機載電子硬件研制過程中的關鍵技術之一，而如何高效和準確地對機載SoC中的IP核進行功能驗證成為目前機載SoC驗證的關鍵問題^[4]。

文獻[5]機載IP軟核的適航符合性驗證方法研究，采用SystemVerilog語言搭建約束隨機驗證平臺對PCI總線接口IP核進行驗證，通過代碼覆蓋率及功能覆蓋率數據完成功能驗證。該驗證平臺只進行了定向測試，并未進行健壯性組合測試，隨著機載SoC設計復雜度越來越高，驗證平臺承擔的任務越來越多，而且驗證平臺中發生器產生測試激勵的時序性無法保證，不能直接用于AFDX網絡MAC IP核的功能驗證。文獻[6]基于斷言的Compact_PCI總線IP核功能驗證，提出一種基于斷言的監視器組件設計方法，將IP核接口信號時序的斷言、覆蓋率統計的斷言封裝為監視器組件，但是其并未設計參考模型，缺乏硬件模擬的任務，缺少了驗證的整體檢查。文獻[7]基于斷言的形式化驗證與UVM的綜合應用中，使用基于斷言的UVM驗證方法對待測設計DUT進行驗證，采用將斷言模塊與設計綁定方式的黑盒驗證，但是黑盒驗證測試失敗時無法更深層次地定位問題，所以采用灰盒驗證的方式將監視器、斷言、參考模型一同用來完善驗證。

本文采用搭建基于SVA的層次化驗證平臺對AFDX網絡的MAC IP核進行功能驗證，在驗證平臺中的生成器和驅動器插入斷言來保證測試激勵的時序性和順序性，在DUT接口處和內部關鍵點處插入斷言來保證數據的完整性，將這些斷言封裝成斷言IP放在驗證環境中，提高了驗證的可觀測性，并且在覆蓋率達不到要求時能夠快速地找出設計中的功能缺陷點。通過在生成器中對健壯性測試進行組合設計，提高了驗證平臺的可重用性，縮短了驗證周期，提高了驗證效率。

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作者信息:

閻芳1，2，3，李翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田毅1，2，3

(1.中國民航大學天津市民用航空器適航與維修重點實驗室，天津300300；

2.中國民航大學民航航空器適航審定技術重點實驗室，天津300300；3.中國民航大學適航學院，天津300300)

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