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解决PCI Express协议一致性问题

上网日期: 2008年11月07日 ?? 作者: Mike Bartley, Jim Hutchinson ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:验证? 覆盖? 一致性测试? PCI Express协议?

在开发第一块基于PCI Express的SoC过程中,ClearSpeed公司为了在有限的时间和预算条件下确保PCI Express协议一致性而面临重重困难。PCI Express是一种复杂的协议,具有特别大的覆盖范围。从管理的角度看,保证协议一致性没有其它更好的方法,只有采用标准驱动的验证过程。遗憾的是,即使做了上千次覆盖相关场景的测试,仍留有相当大的覆盖漏洞,从而使得这个方法没有可预测性,成本也很高。而另外一种普通的随机测试方法也没有足够的可预测性。

ClearSpeed公司开始意识到,理想的方法可以产生显著的好处:它能最小化技术开发工作量,同时最大化测试应用控制。ClearSpeed公司率先采用Cadence公司提供的商用化PCIe验证IP。这种验证IP被称为UVC,包含了一致性管理系统(CMS),该系统将覆盖空间划分和映射到了PCIe规范。CMS还提供受限随机测试(称为测试序列)形式的一致性测试套件,用于自动取得针对每个PCIe规范部分的高功能性覆盖。

ClearSpeed公司还在UVC基础上创建了自己的受限随机测试套件。相关覆盖在每次测试组运行之后都会进行分析,从而能清楚地理解覆盖漏洞出现在什么地方,并指导新的测试应在什么地方进行以到达未被覆盖的场景。这种方法还向ClearSpeed提供了无价的项目管理工具,因为它能帮助理解和报告验证状态。ClearSpeed公司目前能够在每个主要的规范领域正常地跟踪覆盖、缺陷统计和测试故障。

工程背景

ClearSpeed公司的产品范围包括芯片、加速器卡、机架模块、软件和支持。ClearSpeed公司的芯片、加速器卡和机架模块都可以与工业标准的x86系统一起使用。ClearSpeed公司的芯片采用C语言进行编程,并且公司向用户提供可与所有标准软件开发工具协同工作的完整IDE,如图1所示。

图1:ClearSpeed产品概要。
图1:ClearSpeed产品概要。

与以前的CXS600芯片相比,主要变化如下:

1. 一个芯片上有两个处理器内核(“MTAP”)

2. 芯片上有一个标准的PCIe接口(相对私有PCIx接口而言)

3. MTAP有多项的改进

总体验证需求和策略

图1给出了ClearSpeed产品的架构。为了确保这个复杂产品的质量,需要对以下性能进行验证:

1. 驱动程序代码与芯片的紧密集成

2. 众多软件库和应用程序的集成

3. 与各种主机(操作系统和芯片组)环境的兼容性

4. 高性能和低功率

从芯片本身看,主要验证挑战是最新引入的PCIe接口。为了应对这些验证挑战,ClearSpeed公司采用了一种适合待测复杂设计的先进验证策略。整个验证策略中有一些要点是可以明确的:

1. 这种验证策略是以仿真为基础,并采用了覆盖驱动的伪随机方法。

2. 使用了分层仿真策略,从模块级开始,并逐渐向外扩展。

3. 与软件的协同仿真非常重要,它有助于展示产品的正确性,并在芯片回厂时为硅片取得成功取得了良好开端。

4. 软件协同仿真也是分层执行的,从驱动程序开始,一直扩展到应用程序。

5. 模块和层次体系之间的验证再利用。

6. 使用验证IP。这样做有利于充分利用该领域专家的现有知识,并有利于加快测试平台的开发速度。

总的验证指导原则是在芯片开发初期从商业和技术角度获得签字确认标准。这些确认标准是客观性的,可以使用合适的准则进行测量。这样做具有很多优点,包括:

1. 能够使所有感兴趣方预先同意用于验证的对象。

2. 能够在项目执行中跟踪向验证签字确认方向发展的进程。

3. 能够建立流片时的信心。

图2:ClearSpeed公司当前的CXS700架构。
图2:ClearSpeed公司当前的CXS700架构。


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