关于时钟模块完备性验证方法第七章

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第一章 ：时钟不定态检查

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前言

一、什么是时钟不定态？

二、使用步骤

1.自动化check代码代码如下：

2.代码解析

总结

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前言

? ? ? 为什么要进行时钟不定态检查，像一些时钟设计中，比如有些时钟来自PAD输入，像i2c，i2s，spi这些串行接口，当作为slave时，时钟都来自芯片外部的master，甚至经过一些pinmux复用逻辑，然后才接到clk_gen模块进行时钟管理，那么从顶层到clk_gen之间的链路，很可能会引入一些意想不到的连接错误，或者数据线与时钟线接反等等，这些在我们实际工作中是经常遇到的，为此，我们添加了这个不定态的检查，因为很多时候来自PAD的信号一旦呈现高阻态，那么接入到内部的信号呈现不定态，因此利用这个checker可以很容易的发现一些bug。就像前面几个章节提到的那样，有些RTL设计缺陷是我们始料未及的，有笔误，有考虑不到的等等，总之，在实际应用中我们仍需要不断更新添加新的自动化checker来应对各种各样的问题。

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一、什么是时钟不定态？

? ? 所谓时钟不定态，就是时钟信号呈现一个不确定的状态，如何从EDA仿真波形上看，显示的红色的，既不是逻辑0电平也不是逻辑1电平。类似的，信号不定态也是如此。

二、使用步骤

1.自动化check代码代码如下：

?为了提高此自动化checker的阅读性和继承性，我们将最底层的设计进行了模块化管理，如下：

module clk_x_state_chk(

input wire       ref_clk    ,
input wire       chk_en     ,
input logic      clk        ,
input wire[31:0] case_num   ,
input wire       report_err

);

property p_check;
  @(posedge ref_clk) disable iff(!chk_en)  not($isunknown)(clk));
endproperty
a_check: assert property(p_check);
         else begin
             if(report_err)begin
                 err_num++;
             end
         end
c_check: cover property(p_check);

endmodule

2.代码解析

ref_clk为自动化checker的采样时钟，这个可以来自验证环境自定义的某个高频时钟。

chk_en为我们验证环境控制的自动化checker的使能，环境中可以控制这个信号来决定何时开启检查

case_num为上层传递的一个参数，为了方便debug，这里利用该参数来与不同的时钟进行对应

report_err这个是为了关闭某个检查，主要考虑到某些时钟可能是已知的问题，虽然有不定态但是经过designer确认，可以waive掉的，因此这部分我们不希望他向testbench上传err_num，否则就会影响我们case打pass。

而checker的核心即利用Verilog内嵌函数isunknown（）来判断当前clk或者信号是否为不定态。

而我们在更上层可以直接实例化，代码如下（示例）：

clk_x_state_chk u_clk_x_state_chk0(

  .ref_clk   (clk_model_ref_clk   ),
  .chk_en    (clk_x_state_check_en),
  .clk       (clk_target0         ),
  .case_num  (32'h0               ),
  .report_err(1'b1                )
);

clk_x_state_chk u_clk_x_state_chk1(

  .ref_clk   (clk_model_ref_clk   ),
  .chk_en    (clk_x_state_check_en),
  .clk       (clk_target1         ),
  .case_num  (32'h0               ),
  .report_err(1'b1                )
);

......

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总结

? ? ? ?该checker仅仅是借用了Verilog语法，用起来也非常的简单，但是有时候确能发挥出意想不到的效果，尤其是在后仿中，众所周知在后仿过程中，有时候有些信号一旦不满足timing问题，寄存器Q端输出将出现不定态，如果能利用该checker对此进行自动化检查，将大大提高我们debug问题的效率。当然，过多的自动化checker有可能会拖慢我们的仿真速度，这一点要根据实际工程的大小以及服务器的配置来balance，还是那句话，没有通杀的船票，有的只是我们在面对各种问题时的随机应变，各种大招小招，但凡能发现一个bug，就是好招！