基于VMM验证方法学的MCU验证环境

RAM和SFR的值并传递给ScoreBoard，由ScoreBoard来进行自检，并且在log中写出自检结果。

　　3.3 功能覆盖率收集

　　在Direct TestCase下，汇编代码都是特定目的的测试代码，所关注的寄存器状态，或是真实指令执行情况往往很难统计，代码覆盖率能提供的信息相当有限。在 VMM环境中，可以通过模型的执行结果来统计指令的执行情况，因为模型和RTL是功能一致的，内部数据每条指令之后都会对比自检，可以将模型运行的结果和模型内部对应的SFR状态位作为功能覆盖率收集点，将关注的功能写为覆盖率模型，在仿真中自动收集，并在仿真所有TestCase后将覆盖率结果合并在一起，给出一个最终的功能覆盖率，这里要求功能覆盖率和代码覆盖率都为100%。

　　4 验证功能模块的具体实现

　　4.1 简介

　　以VMM为基础，实现了一个验证8位MCU的平台，这个平台可以随机生成一系列的指令，并且在每个指令后进行自检。下面就这个平台的详细实现加以介绍，4.2小节将会介绍随机指令生成，以及Scenario约束的实现，4.3小节将会介绍Driver部分，这里Driver实现了Transactor的任务，除了实现汇编，将16进制代码读入ROM模型中，还要调用MCU的C模型并产生结果供后续ScoreBoard对比。 4.4小节将会介绍MCU的C模型，C模型行为是直接影响MCU是否正确的保证。4.5小节将会介绍memory模型的实现，包括Internal SFR、Internal RAM、External SFR以及External RAM。4.6小节介绍过于ScoreBoard的自检机制，以及自动终止仿真的方法。4.7小节将会介绍关于功能覆盖率模型的建立。

　　4.2 指令数据包以及Scenario Generator

　　在VMM环境中，所有的数据都是扩展vmm_data得到，在这里首先对指令分类，相同格式的指令皆为同一类型，具体部分分类表格如表1中所示。

　　分类的依据在于指令格式，例如对从工作寄存器Rn到A的操作，或是从直接地址Rx到A的操作，这样可以通过约束一个种类来随机化指令格式，生成指令格式以后可以根据指令格式来填入相应的随机值。首先就是约束指令格式对应的指令，代码如：

　　constraint add_mode_decide_kind{

　　（addr_mode==RN_A） -> kind inside {MOV， ADD， ADDC， SUBB， XCH， ANL， ORL， XRL};

　　（addr_mode==RX_A） -> kind inside {MOV， ADD， ADDC， SUBB， XCH， ANL， ORL， XRL};

　　…………}

　　然后约束对应的寄存器地址，立即数，相对地址等，代码如：

　　constraint inst_valid{

　　di_x inside {［0:255］};

　　reg_y inside {［0:255］};

　　reg_i inside {0， 1};

　　reg_n inside {［0： 7］};

　　…。}

　　得到了指令的格式，随机得到指令，指令参数，在以上约束下就可以生成一条符合语法的指令。通过在TestCase中约束指令格式，或是地址数据就可以在TestCase中控制Generator生成的指令，通过变换随机种子就可以生成不同类型的指令集合。

　　使用宏定义对数据类扩展就可以得到数据类的Generator和Channel：

　　`vmm_channel（inst）

　　`vmm_scenario_gen（inst， "inst"）

　　每次scenario Generator生成一条指令，并且通过channel传递给Driver。可以将一系列约束做为一个scenario，这样可以控制指令与指令之间的关系，将一系列scenario合并可以生成更多的随机组合，例如：

　　$void（scenario_kind） == R0_OP -> {

　　foreach（items［i］）{

　　items［i］.addr_mode inside {0，1，2，4，5，6，7，8，10，11，12，13，14，21，22，23，24，26，27，28=};

　　items［i］.reg_x inside {0};

　　items［i］.reg_n inside {0};

　　items［i］.reg_i inside {0};

　　}

　　}

　　验证这里能够做到尽可能大量重复地测试某些指令的集合，以便将一些边缘情况测到，例如实际应用上会反复使用累加器或是反复调用R0-R7，都可以通过约束来实现。大量随机的代码测试下，可以给出更边缘的TestCase，尽可能地测试到一些边缘情况。

　　4.3 Driver

　　这里Driver实现了Transactor的功能，除了实现将asm代码汇编，将16进制代码读入ROM模型中，还要调用MCU的C模型并产生结果，供后续ScoreBoard对比。

由于汇编器需要将所有指令代码读入进行统一汇编，由Generator生成的所有指令代码在Driver中会被写入asm文件，通过DPI调用一个汇编的 C function来处理这个asm文件，生成一个HEX 代码文件，Driver可以读入这个HEX 代码，并且写入一个用SystemVerilog实现的ROM模型中，另外通过DPI调用一个C的MCU仿真器，可以实时写出每一条指令MCU的SFR、 RAM状态