編寫 HDL 通常是 FPGA 開(kāi)發(fā)中耗時(shí)最少的部分，最具挑戰(zhàn)性和最耗時(shí)的部分可能是驗(yàn)證。根據(jù)最終應(yīng)用程序，驗(yàn)證可能非常簡(jiǎn)單，也可能非常復(fù)雜，簡(jiǎn)單的話只需對(duì)大多數(shù)功能進(jìn)行檢查或執(zhí)行完全獨(dú)立開(kāi)發(fā)的測(cè)試平臺(tái)來(lái)演示功能和代碼覆蓋率。

功能和代碼覆蓋率在驗(yàn)證中很重要，因?yàn)樗鼈兌继峁┯嘘P(guān)設(shè)計(jì)及其驗(yàn)證的不同方面的信息。理想情況下，我們希望兩者都能達(dá)到 100%。僅其中一項(xiàng)達(dá)到 100% 表明我們還有進(jìn)一步驗(yàn)證要做。

以下是兩者的常見(jiàn)定義：

代碼覆蓋率——是一種通過(guò)計(jì)算測(cè)試過(guò)程中被執(zhí)行的源代碼占全部源代碼的比例，進(jìn)而間接度量軟件質(zhì)量的方法。例如，它可以指示是否遍歷所有分支和語(yǔ)句（如果切換了所有觸發(fā)器）。

功能覆蓋率 – 提供有關(guān)測(cè)試平臺(tái)覆蓋被測(cè)單元功能行為的程度的信息。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，開(kāi)發(fā)人員/驗(yàn)證工程師必須定義覆蓋組和覆蓋點(diǎn)。

代碼覆蓋率和功能覆蓋率之間的區(qū)別在于，功能覆蓋率需要使用需求。

當(dāng)然，代碼和功能覆蓋率都需要規(guī)劃代碼設(shè)計(jì)。代碼覆蓋率可能有一些限制，因?yàn)樗鼰o(wú)法識(shí)別缺失的功能，也無(wú)法識(shí)別是否已解決所有可能的邊界/極端情況值。代碼覆蓋率也不關(guān)心事件的順序。這就是功能覆蓋發(fā)揮作用的地方，因?yàn)樗梢詼y(cè)試功能聲明。

通常，代碼和功能覆蓋率需要昂貴的仿真工具，但是，通過(guò) Vivado 2021.1 的 Vivado 仿真器就可以實(shí)現(xiàn)。使用 Vivado 時(shí)，開(kāi)發(fā)人員能夠驗(yàn)證其設(shè)計(jì)并確保 RTL 功能符合要求。

對(duì)于代碼覆蓋率，我們需要在項(xiàng)目設(shè)置中的“仿真”選項(xiàng)卡和細(xì)化設(shè)置下做的第一件事就是設(shè)置覆蓋類型。在Vivado中我們可以設(shè)置以下選項(xiàng)：

Line / Statement (s) 行/語(yǔ)句

Branch (b) 分支

Condition (c) 條件

Toggle (t) 切換

我們還可以定義覆蓋率報(bào)告名稱和覆蓋率目錄的位置。

運(yùn)行仿真結(jié)束時(shí)生成覆蓋信息。將能夠在elaboration設(shè)置中指定的位置看到 codeCov 目錄。

為了創(chuàng)建功能覆蓋，我們需要在 RTL 內(nèi)創(chuàng)建覆蓋組。

這是獲取報(bào)告的數(shù)據(jù)庫(kù)。我們需要在 Vivado 中進(jìn)行更多處理，將數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換為報(bào)告。

如果想了解 Vivado 仿真器的功能和代碼覆蓋率，最好的起點(diǎn)是UG937 Vivado 設(shè)計(jì)套件教程：邏輯仿真。

這提供了幾個(gè)設(shè)計(jì)示例，可用于測(cè)試 Vivado 仿真器功能的不同方面，包括代碼/功能覆蓋范圍以及 UVM 支持。

功能和代碼覆蓋率示例基于 AXI VIP 參考設(shè)計(jì)。完成本教程并添加覆蓋組將提供功能和代碼覆蓋率。

仿真完成后，我們需要運(yùn)行 xcrg 命令來(lái)創(chuàng)建 HTML 報(bào)告。

生成的 HTML 報(bào)告可以在任何瀏覽器中打開(kāi)

單擊組按鈕將打開(kāi)有關(guān)覆蓋范圍組的詳細(xì)信息，在本示例中這比較簡(jiǎn)單。

運(yùn)行代碼覆蓋率轉(zhuǎn)換，可以看到生成的代碼覆蓋率報(bào)告。

單擊右上角文件將顯示每個(gè)文件的結(jié)果。

總而言之，Vivado 仿真器的功能還是比較強(qiáng)大的。使用這些功能將幫助開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)建最佳設(shè)計(jì)，并有望減少調(diào)試硬件所花費(fèi)的時(shí)間。

審核編輯：劉清