SystemVerilog覆盖率

数字芯片社区

发布于 2020-07-20 16:01:35

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文章被收录于专栏：数字芯片

1.覆盖率概述

2.代码覆盖率

3.功能覆盖率

覆盖率概述

1.1概述

覆盖率是衡量验证进度的重要数据；是衡量设计验证精度和完备性的数据指标；

覆盖率需要解决的两个问题：

是否所有设计的功能在验证中都已经被验证；
代码中的某些部分是否从未被执行；

1.2覆盖率分类

按照覆盖率生成方法：

隐性生成
显性生成

常见三种覆盖率：

代码覆盖率（隐性）
功能覆盖率（显性）
断言覆盖率

注意：

100%的代码覆盖率，并不意味着100%的功能覆盖率；
100%的功能覆盖率，也可能只达到90%的代码覆盖率；

代码覆盖率

2.1概述

代码覆盖率，可以识别在验证设计中已执行的代码；

一般只关注设计本身的代码覆盖率，无需关注测试平台的代码覆盖率；
代码覆盖率的数据无法直接映射到哪些设计功能被测试，因此代码覆盖率和功能覆盖率之间是相互独立的；
优势：
代码覆盖率可以由仿真工具自动收集，用来指出在测试程序中，源代码哪些被激活触发，哪些没有激活触发；
由于代码覆盖率自动的特性，使得仿真过程简单化，不需要修改设计或者验证环境；
漏洞从眼皮底下‘逃逸‘ ”：

不是所有被覆盖的代码都会得到监测，由于没有得到足够的监测，因此一些即使被触发的漏洞也会在传播过程中没有到达监测点上。

2.2行覆盖率

用来衡量源代码哪些代码行被执行过，从而指出哪些代码行没有被执行；
行覆盖率也称块覆盖率，其中块是在执行单个语句时执行的语句序列；
语句、行或者块覆盖率可以衡量验证执行的总代码行数；

if (dtack==1’b1)begin :acked  //只要if语句表达式为true，就执行acked块
    as <=1’b0;
    data <=16’hzzzz;
    bus_rq<=1’b0;
    state <=IDLE;
  end:acked   //因此计算该块的执行等同于计算该块中的四个单独语句的执行

2.3分支覆盖率

分支覆盖率是用来对条件语句（if/else，case，？：），指出其执行的分支轨迹；

if (parity==ODD||parity==EVEN)begin  //判断分支的布尔表达式为true或者false

2.4条件覆盖率

用来衡量一些布尔表达式中各个条件真伪判断的执行轨迹；

if (parity==ODD||parity==EVEN)begin  //两个条件是否各自衡量为true、false

Parity==ODD或者parity！=ODD

Parity==EVEN或者parity！=EVEN

2.5状态机覆盖率

可以记录每个状态机的进入次数，状态之间的跳转次数，以及多个状态的跳转顺序；
由于状态机覆盖率每个状态通常使用case语句中的选项进行编码，所以任何未访问的状态都可以通过未覆盖的语句识别；

2.6跳转覆盖率

记录寄存器跳转的次数（从0到1，从1到0的次数）；

功能覆盖率

3.1概述

验证设计中的功能描述是否全部实现；

3.2覆盖组

一般在类中或者接口中定义，在一次定义后可以进行多次例化；
覆盖组包含覆盖点、选项、形式参数和可选触发；
覆盖组可以采集任何可见的变量，如程序或者模块变量、接口信号或者设计中的任何信号；
在类中的覆盖率也可以采集类的成员变量；
覆盖组应该定义在适当的抽象层次上；
对任何事务的采样都必须等到数据被待测设计接收到以后;
一个类也可以包含多个覆盖组，每个覆盖组可以根据需要将他们使能或者禁止；

覆盖组可以由covergroup 、endgroup来定义：

enum{red,green,blue} color;
bit [3:0] pixel_adr,pixel_offset,pixel_hue;
covergroup g2@(posedge clk);
  Hue: coverpoint pixel_hue;
  Offset :coverpoint pixel_offset;
  Axc :cross color,pixel_adr;  //cross 2variables 
  all :cross color,Hue ,Offset;  //cross 1 VARs and 2CPs
endgroup
g2 cg_inst=new();

一般将覆盖组定义在类中，从而可以去覆盖类的成员变量；
在类中声明的covergroup的方式称为嵌入式覆盖组声明；

class xyz;  //声明一个覆盖组类型cov1和他的实例c1
  bit[3:0] m_x;
  int m_y;
  bit m_z;
  covergroup cov1 @m_z;   //embeded covergroup
    coverpoint m_x;
    coverpoint m_y;
  endgroup
  function new();
    cov1 c1 =new();
  endfunction
endclass

3.3覆盖点

一个覆盖组可以包含一个或多个覆盖点，一个覆盖点可以用来采样数据或者数据变化；
一个覆盖点可以对应多个数据采样的bin（仓）；仓用来表示对被采样数据感兴趣的值或者值的变化；这些仓可以显性指定也可以隐性指定；

covergroup g4   //通过if禁止coverpoint的采集
  coverpoint s0 if(!reset);
endgroup

covergroup cg(ref int x,ref int y,input int c);
  coverpoint x;  //创建覆盖点x
b:coverpoint y;  //创建覆盖点b
cx :coverpoint x;  //创建覆盖点cx
d:coverpoint y[31:24] ;//创建覆盖点d
cross x,y;  //创建交叉覆盖点
endgroup

3.4仓

3.4.1仓值覆盖

关键词bins可以用来将每个感兴趣的数值均对一个独立的bin，或者将所有值对应到一个共同的bin；

bit [9:0] v_a;
covergroup cg @（posedge clk）;//覆盖组cg会在每个时钟的上升沿对变量v_a做采样
  coverpoint v_a{
    bins_a{[0:63],65};  //表示v_a变量只要在采样时刻等于0-63或者65中任意一个值，那么该仓即被采样到一次
    bins_b[]={[127:150],[148,191]};//表示一个数组，从127-150以及从148-191中的每一给数值都将被独立采样，放置到独立的仓中
    bin_c[]={200,201,202};
    bins d={[1000:$]};
    bins others[] =default;//除了列举的数值之外放置在others数组
}
endgroup

3.4.2仓值变化覆盖

覆盖仓除了可以覆盖数值，也可以覆盖数值的变化；

value1=>value2

1.5=>6.7

trans_item[*repeat_range]

3 [*5] 表示3=>3=>3=>3=>3

3 [* 3:5] 表示（3=>3=>3）. （3=>3=>3=>3）或（3=>3=>3=>3=>3）

3.4.3仓自动生成

如果覆盖点没有指定任何bin，SV会自动生成bin，生成原则：

如果变量是枚举类型，那么bin的数量是枚举类型的基数（所有枚举数值的和）
如果变量是整形（M位宽），那么bin的类型将是2^M和不会超过默认的自动覆盖仓最大数值；

3.4.4仓忽略类型和非法类型

Ignore_bin: 用来将其排除在有效统计的bin集合之外;这些数值可以放在Ignore_bin中；

covergroup cg23:
  coverpoint a{
    ignore_bins ignore_vals={7,8};
    ignore_bins ignore_trans=(1=>3=>5);
  }
endgroup

illegal_bins：用来指出采样到的数值为非法制，仿真会报错，这些数值可以放在illegal_bins中；

covergroup cg3;
  coverpoint b{
    illegal_bins bad_vals={1,2,3};
    illegal_bin bad_trans=(4=>5=>6);
}
endgroup

3.5交叉覆盖率

交叉覆盖率：对两个或者多个覆盖点或者变量之间定义数值组合覆盖情况；

bit [3:0] a,b;//每个覆盖点自动产生16个bin
covergroup cov @(posedge clk);
  aXb:cross a.b:
endgroup      //两个覆盖点交叉后生成256个交叉的bin

bit [31:0] a_var;
bit [3:0] b_var;      b_var有16个bin
covergroup cov3 @(posedge clk);
  A:coverpoint a_var {bins yy[]={[0:9]}:}   //A有10个bin
  CC : cross b_var.A;    //故CC有10*16=160个bin
endgroup

注意：

被声明为default/ignore/illegal的bin将不会参与交叉覆盖率的运算；

交叉覆盖率只允许在同一个covergroup中定义的覆盖点参与运算；

END

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原始发表：2020-06-15，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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