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芯片验证

芯片验证是确保芯片设计正确性和可靠性的重要环节，主要包括功能验证、形式验证和物理验证等形式，本学习材料仅仅包含对功能验证的介绍，且侧重于基于仿真器的芯片功能验证。芯片功能验证的流程和方法与软件测试有比较大的共同点，例如都有单元测试、系统测试、黑盒测试、白盒测试等。在验证指标上也有共同特点，例如功能覆盖率、代码覆盖率等等。从某种形式上说，除了使用的工具和编程语言不一样外，他们的目标和流程几乎相同。因此，在不考虑工具和编程语言的情况下，会软件测试的工程师应当就会芯片验证。 但在实际工作中，软件测试和芯片验证属于两个完全不相交的行业，其主要原因是验证工具和验证语言的不同，导致软件测试工程师很难实现跨界。在芯片验证领域，通常使用硬件描述语言进行验证（例如 Verilog 或者 System Verilog），使用专业商业工具进行电路仿真。硬件描述语言不同于C++/Python等高级软件编程语言，具有独特的“时钟”特性，对于软件领域的工程师不友好，学习成本高。

为了打通芯片验证与传统软件测试之间的壁垒，让更多的人参与到芯片验证，本项目提供如下内容：

多语言验证工具（Picker），让用户可以使用自己擅长的编程语言进行芯片验证

验证框架（MLVP），如何在不关心时钟的情况下进行功能验证

介绍基本电路、验证知识，方便软件背景爱好者更能容易的理解电路特征

提供基本学习材料，学习基本验证知识

提供真实高性能芯片验证案例，让爱好者可以远程参与验证工作

基本术语

DUT： DUT（Design Under Test）指待测试设计，通常指设计好的RTL代码。

RM： Reference Model （RM）指代待测试单元对应的参考模型，参考模型通常被认为是标准的，没有错误的。

RTL： 指寄存器传输级（Register Transfer Level），通常指代芯片设计对应的 verilog 或者 vhdl 代码。

覆盖率： 测试覆盖率是指测试范围与整个需求范围的百分比。在芯片验证领域，通常有代码行覆盖率、函数覆盖率、功能覆盖率等。

DV： DV中的D通常指设计（Desgin），V指验证（Verification）。何在一起指设计与验证协同工作。

差分测试（difftest）： 选取两个（或以上）功能相同的被测对象，选取符合被测对象要求的同一测试用例分别提交被测对象进行执行，以观测执行结果是否存在差异的过程。

工具介绍

本学习材料用到的核心工具为 picker （https://github.com/XS-MLVP/picker），它的作用是将RTL编写的设计模块自动提供高级编程语言接口（Python/C++等）。基于该工具，软件开发（测试）背景的验证人员可以不用去学习 Verilog/VHDL 等硬件描述语言进行芯片验证。

系统需求

建议操作系统：Ubuntu 22.04 LTS

在系统结构开发、科研的过程中，Linux 是最为常用的平台，这主要是因为 Linux 拥有丰富的软件、工具资源：由于 Linux 的开源性，各大重要工具软件（如 Verilator）可以很容易地面向 Linux 进行开发。 在本课程的实验中，多语言验证工具Picker、Swig等工具都可以在 Linux 上稳定运行。