Timer測試方案 Timer測試平臺實現(xiàn) 測試平臺debug注意事項

一、測試的基本概念

IC驗證，一般也稱“功能驗證”，我們今天要講的，不是這個，是它的簡化版：模塊測試，是設(shè)計工程師完成代碼設(shè)計后，需要自己做的這部分驗證工作。IC驗證，我們將會在后續(xù)文章中，專門講解。

為什么說設(shè)計工程師做的模塊測試是IC驗證的簡化版？

在回答這個問題之前，我們先了解幾個概念：

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

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

白盒測試，一般是針對代碼結(jié)構(gòu)進行的測試，所以也有稱白盒測試為“結(jié)構(gòu)測試”。

黑盒測試，一般是行為測試，把設(shè)計當(dāng)黑盒子，不用看代碼不用針對代碼結(jié)構(gòu)進行測試。我們前面提到的IC驗證，通常指的“功能驗證”，就屬于“黑盒測試”。

灰盒測試，介于白盒測試和黑盒測試之間，兼顧兩者優(yōu)點。

在實際工作中，設(shè)計工程師完成代碼設(shè)計之后，交給驗證工程師之前，除了檢查語法、可綜合性之外（當(dāng)然還有其他檢查，設(shè)計剛?cè)腴T，不用關(guān)心這么多），還需要進行基本的測試，這個基本的測試，原則上應(yīng)該是白盒測試。

實際上，因為全靠設(shè)計工程師構(gòu)造測試例來做覆蓋完成白盒測試的工作量太大，一般都用更實際的做法：簡單的功能測試。

做法：確認設(shè)計的代碼基本可以工作，基本的讀寫沒有問題后，就交給驗證工程師來做“IC驗證”，也就是功能驗證。當(dāng)然，不同的團隊對設(shè)計交付代碼質(zhì)量的要求不一樣，那么測試的內(nèi)容和工作量也有差異。

二、Timer測試方案

Timer的測試方案涵蓋的內(nèi)容包括：測試內(nèi)容、測試例、測試平臺結(jié)構(gòu)，在實際操作中，有些團隊略去了測試內(nèi)容的梳理和測試平臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計，僅僅構(gòu)造了一些這對基本功能的測試例，我們這部分保留這些內(nèi)容，但是做了精簡。

1．測試內(nèi)容

Timer模塊的白盒測試，簡化為基本的功能測試，如：

• 對總線接口的讀寫檢查
• 對模塊寄存器的復(fù)位值的檢查；
• 對寄存器讀寫的檢查；
• 對計數(shù)基本功能的檢查；
• 對代碼行、if語句各分支的執(zhí)行檢查等；

針對這些功能，構(gòu)造相應(yīng)的測試例進行測試。

2．測試例

根據(jù)規(guī)格書上梳理待測試的功能。實際操作時有的工程師會簡化，經(jīng)測試基本功能，確認設(shè)計可以動起來。如下表格是測試例的片段。

3．測試平臺結(jié)構(gòu)

完成待測試功能的梳理和測試例的構(gòu)造，我們接著要做是，設(shè)計構(gòu)造測試平臺（Testbench）。

DUT：待測試對象（Device Under Test）,也就是我們前面用Verilog或VHDL寫的RTL設(shè)計代碼。

激勵：DUT和testbench之間只能通過頂層接口連接，所以，所有的測試數(shù)據(jù)都必須按照頂層接口的時序要求，輸入進DUT中。這里的測試數(shù)據(jù)也叫測試例或者測試向量。測試例，一般是采用直接測試例進行測試，這種測試方式針對性強，能夠快速將模塊驅(qū)動起來。

結(jié)果比較：等待DUT輸出結(jié)果（DUT會有標(biāo)識，或通過主機輪詢，或DUT自己有標(biāo)識接口），testbench必須按照頂層接口的時序要求，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，便于查看。

三、Timer測試平臺實現(xiàn)

實現(xiàn)語言： 可以用verilog語言，或者VHDL語言，或者SystemVerilog語言等。

仿真工具 ：Modelsim、VCS、NC-Verilog/NC-VHDL

下面是平臺代碼實現(xiàn)的片段。

1. 頂層文件代碼

頂層包含：

• 時鐘和復(fù)位信號的定義；
• 時鐘周期的參數(shù)定義；
• 驗證環(huán)境文件的導(dǎo)入；
• 時鐘的產(chǎn)生；
• 復(fù)位信號的產(chǎn)生；
• 模塊的例化；
• 在初始化中運行測試例任務(wù)；

2 .總線激勵

假定Timer的總線接口是Z總線，下面的代碼就是實現(xiàn)一個Z總線的寫操作，將wdata寫入zaddr這個地址里面。

3.測試例

測試例主要是將上面的總線驅(qū)動task調(diào)用起來對模塊進行驅(qū)動，讓模塊正常工作起來。同時設(shè)定一定的循環(huán)次數(shù)，每一次新的運行需要等待中斷到來之后進行新的寄存器配置。

4.結(jié)果比較

為了提高debug效率，將從DUT出來的結(jié)果和理想結(jié)果進行自動對比，并將對比結(jié)果打印出來。

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

四、測試平臺Debug注意事項

1. 在對整個testbench進行編譯時候，初期語法錯誤較多，這時候需要多聯(lián)系上下文來check，很多時候工具報的問題不在出錯誤的地方。
2. Debug經(jīng)常遇到的問題是測試例跑死，這種情況一般是等待的事件沒有等到，或者寄存器配置錯誤。