SystemVerilog實(shí)用知識(shí)點(diǎn)：覆蓋率之Function Coverage

SystemVerilog是一名芯片驗(yàn)證工程師，必須掌握的一門語(yǔ)言，其中Function Coverage是必須要懂的知識(shí)點(diǎn)之一；

看完這篇，應(yīng)該就會(huì)寫Function Coverage了；

一、概述

有一定基礎(chǔ)，想直接看用法，直接看第二部分——實(shí)現(xiàn)（強(qiáng)調(diào)！代碼部分要精讀，文字略抽象，例子好理解）。

功能覆蓋率（Function Coverage）是衡量驗(yàn)證完備性的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

其用于度量驗(yàn)證中已執(zhí)行的測(cè)試點(diǎn)（cover point）占設(shè)計(jì)規(guī)范的比例，從而避免功能驗(yàn)證的遺漏?；蛘哒f(shuō)，F(xiàn)unctional coverage是驗(yàn)證工程師基于對(duì)DUT的認(rèn)識(shí)來(lái)對(duì)驗(yàn)證feature進(jìn)行分解后，將需要覆蓋的點(diǎn)進(jìn)行分析后寫出，因此對(duì)于DUT Spec的信息提取非常重要。

Functional_coverage可以檢查：

1. 你關(guān)心的場(chǎng)景是否覆蓋完備;2. 驗(yàn)證工程師構(gòu)造的隨機(jī)激勵(lì)的隨機(jī)程度/合理性;3. 從Spec中提取的feature點(diǎn)是否覆蓋完備;...

Function Coverage通過(guò)編寫coverage group, coverage points和bins等來(lái)構(gòu)造收集“容器”。這里我們不介紹Assertion Coverage, Code Coverage等，以后會(huì)單獨(dú)介紹。

收集Function Coverage的相關(guān)驗(yàn)證文件是由驗(yàn)證工程師定義編寫的，靈活度很高，所以更需要謹(jǐn)慎對(duì)待，這是個(gè)Review的過(guò)程，一般需要編寫：unit_coverage.sv + unit_coverage_interface.sv + top.sv。

1. unit_coverage.sv （unit_cov.sv），可能包含多個(gè)功能覆蓋模型coverage group，構(gòu)造的收集“容器”，收集過(guò)程在這里實(shí)現(xiàn);2. unit_coverage_interface.sv（unit_cov_if.sv），定義unit_cov.sv中需要用到的interface;3. top.sv，將unit_cov_if.sv中定義的interface與DUT中對(duì)應(yīng)的interface連接起來(lái);

二、實(shí)現(xiàn)

功能覆蓋率模型/覆蓋組（cover group）：

覆蓋組是使用cover group構(gòu)造定義的。

ex1: 會(huì)在指定的signal_abc變化時(shí)才采樣

ex2：在時(shí)鐘上升沿((posedge)采樣。

覆蓋點(diǎn)（cover ponit）：

覆蓋點(diǎn)是使用cover ponit和bins構(gòu)造定義的。

一個(gè)覆蓋組可以包含一個(gè)或多個(gè)覆蓋點(diǎn)。每個(gè)覆蓋點(diǎn)都與“ bins”關(guān)聯(lián)?！癰ins”可自動(dòng)創(chuàng)建，也可以明確定義。

ex1：自動(dòng)創(chuàng)建bins

為coverpoint變量范圍的每個(gè)值自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)bins，這稱為自動(dòng)或隱式bins。

對(duì)于“ n”位的整數(shù)coverpoint變量，將創(chuàng)建2^n個(gè)bin，但是最多為64個(gè)，當(dāng)2^n大于64時(shí)，每個(gè)bin不再是一個(gè)值，而是2^n/64

ex2：明確定義bins

該方式--- 常用，這里重點(diǎn)看每個(gè)bins定義代表的不同意義。

在覆蓋點(diǎn)標(biāo)識(shí)符（cover point）之后，在大括號(hào){}中顯式聲明bins，其中聲明bins名稱和變量值/范圍。

ex3：交叉覆蓋（cross）

覆蓋選項(xiàng)（cover options）

at_least

每個(gè)bins的最小匹配/采樣次數(shù)。默認(rèn)值為“ 1”，默認(rèn)情況下，數(shù)值采樣了1次就可以計(jì)入有效的bin（已覆蓋）。可以通過(guò)修改at_least來(lái)修改每個(gè)bin對(duì)應(yīng)的最小采樣次數(shù)，注意，如果低于at_least數(shù)值，則該bin不算被覆蓋。在covergroup里使用 option.at_least，會(huì)影響所有的coverpoint里的bin。在coverpoint里使用 option.at_least，只影響該coverpoint下的bin，但coverpoint中使用會(huì)覆蓋covergroup中的使用。

auto_bin_max

沒(méi)有為coverpoint明確定義bins時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建bins的最大數(shù)量。默認(rèn)值為“ 64”。

cross_auto_bin_max

沒(méi)有默認(rèn)值，它是無(wú)界的。

如果對(duì)一個(gè)covergroup實(shí)例化了很多次，那么SV默認(rèn)會(huì)把所有實(shí)例的覆蓋率合并在一起。 option.per_instance = 1，表示covergroup的每一個(gè)實(shí)例的覆蓋率都要單獨(dú)計(jì)算。

goal

不論covergroup或是coverpoint的目標(biāo)覆蓋率皆是100%，不過(guò)也可以通過(guò)option.goal=value，來(lái)降低覆蓋率目標(biāo)，這個(gè)選項(xiàng)只會(huì)影響覆蓋率報(bào)告。

......

更多options和關(guān)于Function Coverage更詳細(xì)的描述/用法去翻閱《system verilog官方手冊(cè)》：《IEEE Standard for SystemVerilog — Unified Hardware Design, Specification, and Verification Language》的第19章。