第一个验证平台

1.2　第一个验证平台

我们以如何验证数字电子设计中最基本的器件（一个“与”门）作为开始。一个与门就是对逻辑 and 输入信号的逻辑操作。该器件的“与”功能是很简单的，几乎不值得为其做验证平台。正因为其简单，我们可以用它来说明验证过程的一些基本原理，而不需要详细钻研一个更为复杂的设计。一个两输入的与门如图1-3所示。

图1-3　一个两输入的与门

表1-4是描述这个器件的真值表。

表1-4

真值表穷举了各种情况：它包括了A和B的任何可能输入和对应情况下所有的输出Y的正确值。

我们的任务是证明我们的设计——一个与门能正确工作。为了验证这一点，实际上需要正确地运行一个与的功能，我们需要列出对应的问题。真值表帮助我们创建一系列我们用来验证该设计的问题。真值表的每一行包括了输出A和B的数值，还有期望的输出Y的数值。既然真值表穷举了各种情况，我们问题的生成器就是：“对于真值表中的每一行，当我们采用每一行中指定的数值给A和B作为输入时，器件是否在输出Y处产生对应的期望输出值？”为了回答Are-We-Done这个问题，必须确认我们是否执行了真值表的每一行，而且对Does-It-Work这个问题得到了肯定的回答。我们的Are-We-Done的问题就是“是否真值表的每一行都能在器件中实现？”

为了自动回答Does-It-Work和Are-We-Done的问题，我们需要一些装置，包括：

·一个DUT的模块（在本例中，这个DUT是一个与门）。

·一个可被编码为一个参考模型的设计意图。

·一系列用于驱动设计的激励。

·一种运用激励的结果与已知正确输出进行比较的方法。

图1-4　第一个验证平台

虽然我们这个验证平台很简单，它包括了大部分验证平台（不管哪种复杂程度）的关键组件。这些关键组件就是：

　DUT——被测设计

　激励生成器：为DUT产生一系列的激励

　记分板：包括参考模型

记分板观察DUT的输入和输出，在更高级的抽象过程中执行DUT相同的功能，并确定DUT和参考模型是否匹配。

1.2.1　DUT

DUT是一个两输入的与门。我们用一个两输入：A和B，一个输出：Y的模块来实现这个与门。

这个例子中，激励生成器生成定向激励（directed stimulus）。激励生成器按特定的顺序送出每一组数据。今后我们将介绍随机激励生成器，就如其名字一样，可以生成随机数据。

激励生成器的目的就是为DUT产生输入数据。激励，两个比特，包含了赋给A和B的数值。接着，每次都递增一次，把低位赋给A，高位赋给B。

记分板的任务就是负责回答“Does it work？”的问题。它观测DUT的活动并报告是否正常运作⁽¹⁾。一个重要而且需要注意的事情就是记分板的结构和DUT的结构惊人的相似。这样有助于你观测记分板记录DUT的行为和确定DUT是否如期望那样工作。

记分板的管脚基本都是输入。记分板不会影响设计的行为。它被动观察DUT的输入和输出。

顶层模块如下面所示，是一个完整的架构。它包括实例化的DUT、记分板、激励生成器，以及一些必要的连线。

当我们运行一次的仿真，下面就是我们得到的结果：

每行信息包括两个部分。第一部分显示了激励的驱动，第二部分显示了记分板把DUT的响应和预测响应做检查后的结果。

这个简单的验证平台举例说明激励生成器和作为参考模型记分板的用途。尽管DUT是一个简单的与门，但构成一个完整验证平台的所有基本部件都在这里。