Cadence的EDA验证工具在SOC设计中的应用0张家界

Cadence的EDA验证工具在SOC设计中的应用

Cadence的EDA验证工具在SOC设计中的应用 2011年12月04日 来源： 在ASIC和SOC设计中，验证是极为重要的一环，Cadence公司的NC-Verilog仿真器（以及较早产品Verilog-XL）是用来仿真用Verilog语言写的数字逻辑电路。该仿真器在ASIC和SOC设计中有着比较广泛的应用。该仿真器是基于事件驱动的。 我们设计的SOC产品是通信用的芯片，样片测试已经通过，即将大规模应用于通信设备上。该芯片采用业界流行的ARM处理器作为该SOC芯片的CPU内核，另外还包括内嵌的RAM，模拟锁相环，以及其它用户逻辑。该芯片采用0.25微米的CMOS工艺，能运行于70MHz频率。由流片厂家EPSON提供仿真模型。该模型是应用于Verilog-XL仿真环境下，也可以用于NC-verilog仿真环境下。 SOC设计与ASIC设计显著不同的地方在于需要协同验证（co-verification），因为SOC具有嵌入式CPU，要验证SOC芯片就必须通过在SOC上运行程序来进行。 1．仿真环境的配置 在我们的设计中，在逻辑验证阶段（即所谓Pre-simulation）和后仿真阶段（Post-simulation）都采用Verilog-XL，与此同时，用Cadence的Signalscan来观察仿真波形，分析时序。在仿真之前，必须将ARM的仿真模型编译到Verilog-XL的仿真环境中。 EPSON提供的有关ARM的仿真信息包括一个C仿真模型，模拟ARM的行为，能仿真指令的执行，功能类似于ISS(指令集仿真器)，文件后缀为"*.so"，是由C/C++语言编译器生成；还要有时序信息，是SDF格式，用来模拟CPU接口信号时序，这包括best case，typical和worst case情况下的时序信息；另外还提供了verilog语言编写的ARM模型的"外壳"，把ARM模型引入到我们的SOC设计中，作为SOC设计中的一个子模块。不论在RTL阶段和门级网表（gate level）阶段，都用这个verilog文件。 EPSON还提供了管理该仿真模型的应用程序，名为ModelGen，ARM的C仿真模型就是通过它调入我们的仿真环境中。 在启动Verilog-XL之前，在仿真之前，必须将ARM的仿真模型编译到Verilog-XL的仿真环境中。方法是在verilog_xl_setup设置文件中配置ModelGen的启动路径以及ARM仿真模型的路径，启动Verilog-XL后，在仿真时所需的ARM的信息都编译到仿真环境下，包括ARM的C仿真模型,SDF文件也反标到（back-annotation）我们的设计中。 2.SOC设计流程 在SOC设计过程中，仿真作为极为重要的环节来进行。在仿真时基于这样的一个考虑，就是能模拟我们的SOC芯片的实际运行情况。因此在确定仿真策略时，将需要在ARM中运行的测试程序作为数据放在SDRAM仿真模型中，就像芯片的实际运行一样，从SDRAM中读取指令，在ARM中执行指令。芯片复位后就能自行下载程序，执行程序。因此该芯片的测试激励（verilog语言编写）就很简单，仅需要个上电复位过程，当然还需要芯片的外围仿真模型以保证系统的完整性。 在EPSON的厂家流程中（见图1），Verilog-XL作用不仅在于仿真验证设计的正确性，还将用来产生在芯片生产过程中所需的功能测试向量，这个测试向量是EPSON自己定义的格式（*.apf文件），它来自用Verilog-XL仿真得到的波形（VCD格式）。

在该设计的verilog描述综合得到门级网表后，将进行后仿真阶段（post-simulation）仍要进行两类仿真，一是"门级前仿真"，它是将网表加上自己用EDA工具生成的SDF文件进行仿真，保证综合前后的设计一致性，同时也用PrimeTime（静态时序分析工具）和Fomality（形式验证工具）来验证时序和功能一致性，但仍以Verilog-XL仿真结果为主；在厂家做完layout后，用实际产生的SDF文件来做"门级后仿真"，做法与"门级前仿真"一样。 在后仿真阶段分析时序时，要充分利用Signalscan工具，并结合PrimeTime，对layout前后的网表的critical timing path以及时钟信号进行分析，比如可以用Singalscan来提取时序信息，这比在PrimeTime更具有灵活性。 实践证明，这种设计方法对于规模不大的SOC设计是行之有效的设计方法。(end)

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