【项目实战】功能覆盖率的收集1

功能覆盖率是一种比例数据，指芯片中已验证通过的功能占该芯片全部功能的百分比，验证工作的目标就是尽量使功能覆盖率达到100%.功能覆盖率与verification point有一些类似，也可以认为是把verification point里的feature分别写成一个个的coverpoint/cross。与verification point不同的是功能覆盖率能有效的知道已验证的功能的百分比，verification point是人工管理，比较容易出错，而且也不能保证某一条已经完成的feature是真实有效的测试到了（因为没有数据支持）。

换句话说，每一个功能点对应的场景是多种多样的，我们需要考虑到当某个特定条件满足时的所有场景。这就是功能验证的意义。代码覆盖率就好比一张平面，只要每行的代码能够覆盖就行。功能覆盖率更像是一个立体。我们需要每一个随机的验证用例可以覆盖到空间中的每一个粒子。

通常，功能覆盖率不需要我们手写！通过EXECL中填写的关键信息，通过脚本，转化成最终我们需要的sv文件。

接下来，我将对这些细节详细的展开叙述。

1.2 启动

功能覆盖率以covergroup为一个群体单元，一个covergroup里包含了所测模块的部分或者全部的功能点，一个block可以有一个或者多个的covergroup。

一个covergroup 可以自动trigger，也可以用户自己决定什么时候trigger.

1.2.1 自动trigger

covergroup test
    (@posedge clk){
        coverage specification
    }
endgroup:test

test cg_inst
cg_inst = new()

倒数2行创建一个covergroup的实体，创建之后，第2行在clk的上升沿就会去收集这个covergroup的覆盖率数据。

1.2.2 sample

covergroup test
    coverage specification
endgroup:test

test cg_inst
cg_inst = new()

forever begin
    repeat(10) (@posedge clk);
    cg_inst.sample();
end

在covergroup里没有启动条件，forever 就是用户自定义的启动条件，每过10个clk就收集一次覆盖率数据。

我们在收集覆盖率数据的时候尽量不要用clk的沿作为启动条件，虽然这样收集的次数会很多，保证数据不会遗漏，使得最终的结果很完美。但是，缺点也很大！因为每个clk的收集，会极大的影响我们的仿真效率，拖垮仿真时间。通俗的理解，现在有一个32bit位宽的计数器，如果每个clk采集一次数据的话，一个验证用例你要跑几天几夜的时间。那几百个case同时跑，服务器无奈的摇摇头，五星上将麦克阿瑟无奈的摇摇头。

那么应该怎么做才合理呢？

一般我们可以把covergroup分为静态的和动态的：

1 静态的covergroup在配置完成之后就可以sample，里面的功能点是仿真刚开始的时候就确定好了，仿真过程中几乎不会改变，这样一次sample就可以把我们想要的数据都收集完毕，完全没必要一直重复的去收集。
2 动态的covergroup一般是针对数据通路，在仿真过程中一直在变换，我们要权衡启动条件，尽可能的保证数据不遗漏（即使数据遗漏也没关系，顶多就是某一个coverpoint或者cross可能case已经跑到，但是因为收集的次数不够而导致报告没有覆盖到，我们再造一个定向case就可以了，但是如果说每次跑regression都去重复不断的去收集这个covergroup里的功能点，regression的时间可能是不收集功能覆盖率的几十倍甚至上百倍，这样就得不偿失了），也要保证我们的仿真时间跟不收集覆盖率的时候不要差别太大。

1.3 covergroup

covergroup里一般包含coverpoint和cross，coverpoint和cross里又包含bins

?1.3.1 coverpoint

一个coverpoint一般是对某个变量的描述，如该变量的最大值/最小值，某些特定值是否能cover等。当然两个变量的比较关系也是一种特殊的coverpoint。

1.3.2 cross

每一个1bit的变量，取值都会是0和1，这也就是代码中出现AUTO的原因。

//该覆盖率组命名为test_cov_cg
covergroup test_cov_cg;
    option.name = "test_cov_cg";
    //变量sa_en的coverpoint
    cp_sa_en: coverpoint cfg.test_cfg.sa_en iff(sample_cp_sa_en) {
        type_option.weight =2;
        //分为两个bins(仓)，分别为0和1
        bins bin_0 = {0}; // AUTO
        bins bin_1 = {1}; // AUTO
    }
    
    //变量test_mode的coverpoint
    cp_test_mode: coverpoint cfg.test_cfg.test_mode iff(sample_cp_test_mode){
        type_option.weight = 2;
        //分为四个仓，分别为0/1/2/3
        bins bin_0 = {0}; // AUTO
        bins bin_1 = {1}; // AUTO
        bins bin_2 = {2}; // AUTO
        bins bin_3 = {3}; // AUTO
    }
    
    //sa_en和test_mode的cross可自定义仓，也可以ignore某些仓
    cs_cp_sa_en_cp_test_mode: cross cp_sa_en, cp_test_mode{
        type_option.weight =2;
        bins bin_cp1_1 = binsof(cp_sa_en) intersect {1};
    }
endgroup

同样的，两个不同的变量也可以组合起来使用，就是cross。可以很明确的说，这些代码不用我们自己写。后面我会详细的介绍。

1.3.3 bins

1.3.3.1 scaler bins

bins r0 = {0,13,64}
bins r1 = {[10:$]} // 10 to MAX

1.3.3.2 vector bins

bins r[] = {0,13,64} // r[0]= 0/r[1]=13/r[2]=64

1.3.3.3 transitions bins

    bins a =(1=>2)
	bins b=(1=>2=>3)
	bins c=(1,5=>6,7) //1=>5 or 1=>7 or 5=>6 or 5=>7
	bins d={3[*3]} // 3=>3=>3
	bins e=(4=>5),([7:9],11=>12) //4=>5 or 7/8/9/11=>12
	bins f[]=(4=>5),([7:9],11=>12) //自动分为很多仓

1.3.3.4 wildcard bins?

只关注最低2bit位，其余的bit位是0是1都可以接受。

wildcard bins a ={7'b?????01};

1.3.3.5 ignore bins

    //忽略1/2/3
	bins legal={[0:15]}
	ignore_bins ignore ={1,2,3}

1.3.3.6 illegal bins

illegal_bins a ={4=>5} //出现4=>5平台会报error

2 脚本工具使用

功能覆盖率代码有一定的格式，本着手动写既浪费时间又容易出错的原则，所以自动产生func_cov的代码很有必要。把功能点写到Excel表格里，用一个脚本自动产生对该Excel表格的功能覆盖率代码。这便是我们后面章节重点要说的内容。通过第一张的内容，我们只需要理解功覆盖率文件中的一些语法即可，接下来就是如何用脚本生成代码的事情了。

2.1 表格格式

下面这幅图只是简单的说明。

TYPE第一列：选择是coverpoint还是cross

VARIABLE第二列：选择是变量

BITS第三列：是位宽

QTY第四列：针对的是数组

NAME第五列：信号名，excel自动生成

BINS第六列：BINS，填写我们关注的场景

CP1/CP2/CP3...主要用在CROSS这种情况中

下面将介绍一些常用到的一些场景

Coverpoint BINS

类型

说明

例子

AUTO

自动拆分为2的位宽个bins

cp_var_a:coverpoint var_a{

? ? ? ? bins bin_0 = {0}; // AUTO

? ? ? ? bins bin_1 ={1}; // AUTO? ? ? ??

}

MIN

有MIN和MIN=xx两种情况， MIN=xx支持10进制和16进制，如果只写MIN，那么MIN=0

MIN = 8'ha =>?

bins bin_min = {8'ha}; //MIN

类型	说明	例子
MAX	有MAX和 MAX=xx两种情况，MAX=xx支持10进制和16进制，如果仅写MAX,那么MAX=2位宽-1	MAX=200?? => bins bin_max = {8'hc8};? //MAX
LOW	MIN和MAX取中间，中间偏左的为LOW（不包含MIN）	MAX=8'hAA,MIN=10,LOW? => bins bin_min = {8'ha};? //MIN bins bin_max = {8'haa}; //MAX bins bin_low = {[8'hb:8'h5a]}; //LOW
HIGH	MIN和MAX取中间，中间偏右的为HIGH（不包含MAX）	MAX=8'hAA,MIN=10,HIGH? => bins bin_min = {8'ha};? //MIN bins bin_max = {8'haa}; //MAX bins bin_high= {[8'h5b:8'ha9]}; //HIGH

Cross BINS:

类型	说明	例子
ONLY	不关心自动cross的结果，只考虑ONLY里的仓
IGNORE	在自动cross的基础上，exclude掉部分仓

3 IMC

需要用到 Cadence IMC?

首先导入代码覆盖率文件。

?第二步：打开功能覆盖率选项

结果如下图所示：

虽然我打开了代码覆盖率的total文件，但是功能覆盖率我同样也已经覆盖了，所以只需要切换一下选项即可。这里要说的是，如果你的功能覆盖率没有达到100%，可以添加一些定向的case到验证环境中。

举个例子：

下面的功能覆盖率只有75%，为什么呢？因为最小值0，没有覆盖到。

假设这个信号叫做counter_sig,8bit 位宽。它的BINS是【MIN, LOW, HIGH,MAX】

那么1~7F, 7F~FE, FF这三种情况都覆盖到了，但是当counter_sig=0 （MIN）却没有覆盖到。

存在的原因有2中：你的验证用例功能的不完善；或者是你的随机的次数太少，没有覆盖到这种情况。通常都是后者导致的，所以要是收集代码覆盖率的时候，可以让随机的次数多一些，结果会理想的很多。

脚本的介绍将会在以后的文章中提到！欢迎大家随时讨论交流！

文章来源:https://blog.csdn.net/TommiWei/article/details/135449886
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