基于UVM的基带射频接口电路的验证

基于UVM的基带射频接口电路的验证

1UVM验证平台

典型的UVM验证平台如图1所示。在验证环境中，uvm_env包含了全部的验证组件，两个验证设计通过总线接口跟平台相连。验证平台按照自上而下的结构规范，从env顶层例化了五个模块，两个输入代理器模块，一个输出代理器模块，一个参考模型模块和一个计分板模块。输入代理器模块先对验证环境进行配置，然后通过序列器模块将激励源传送至驱动器模块，驱动器模块将数据通过interface传送至从端接收者，而监测器可以采集驱动器给验证设计的数据信号。输出代理监测器模块实时采样验证设计的输出信号，将采集到的结果放在计分板模块，并跟参考模型模块的输出信息进行比对，减小验证的错误率，降低验证风险。

2基带射频接口电路模块

1搭建基于UVM的基带射频接口电路验证平台

3.1 基带射频接口电路验证流程

3.2 基于UVM的基带射频接口电路验证平台

基带射频接口电路的验证平台如图4所示。这个待测的验证设计主要是发送模块和接收模块，通过接口将验证对象与验证向量连接起来，而验证向量是为了实现跟待测对象相同的功能。其中验证环境中的Agent是由VIP提供，剩余组件需自行设计。验证环境通过顶层env例化两个i_axi_agent，这两个i_axi_agent包含其他验证组件，并将内部的sequencer、driver以及monitor通过build_phase进行创建，使得各个验证组件能够紧密连接起来。这两种i_axi_agent组件包分别作用于射频接口的发送模块和接收模块，目的是为了使配置的active和passive模式能够对interface上的数据信息进行驱动和监测。o_axi_agnet例化模块中的monitor可以监视到测试对象发出的激励数据流，通过TLM接口机制传送到uvm_scoreboard。与此同时，由Matlab封装的record_model模型，通过passive模式占用的moitor去监测收发模型数据流，监测抽取的模型数据流要与DUV产生的激励数据信息进行对比。最终对比的数据流信息通过uvm_scoreboard计分板得出结论，以此判断基带射频接口在收发过程中的数据信息是否完备，统计覆盖率的要求是否达标。

基带射频接口内部的各个寄存器模块是通过APB总线传输地址和数据，而主机转接桥X2P作为通用IP给寄存器分配可用的地址空间。这些寄存器模型可以在内部通过多次例化，主要为射频的收发通路提供使能信息。而DMA模块是为了让射频收发模块的激励信息搬至正确的memory中，一旦搬完有限帧数据流，就会产生中断信息，中断信息会进入ARM处理器，内核发出指令阻止射频收发。SPI模块的引入能够使射频收发正常读写FIFO，同时为外部的射频子板提供模式切换功能。但是基带射频接口内部的模式切换却要采用mode寄存器模块。而这些寄存器模块都是为了给射频收发通路提供随机约束，得到满足要求的激励。

射频收发通路的随机约束信息需要通过ARM处理器的软件环境进行配置，将约束项目存放在transation数据包中,使数据激励能够成为驱动射频收发通路的条件，便于射频收发模块正常工作。同时这些约束项目申明了约束变量，变量列表如表1所示。

record model作为MATLAB封装下的模型，这个模型包含了收发数据源模块、数据格式转换模块、定时寄存器模块、时钟源模块以及收发数据寄存器模块，收发数据寄存器模块的数据流会通过scoreboard调用的写函数存入FIFO中，然后调用比较函数将存入FIFO的数据流与DUV中的数据流进行比对，若比对一致，则验证通过；否则，验证失败。之所以采用这样的比较方式，是因为在复杂的数据比对中更加提高验证的准确性，并使参考模型合理化分析射频接口电路功能的完备性与可靠性。

3.3 验证结果

本次验证主要以RFIU TDD 20 M测试例为例，对射频收发的功能点进行测试，对各个功能点对应的功能覆盖率进行统计，得到射频收发模块功能覆盖率为100%，并分别对射频收发通路的RTL进行代码覆盖率统计，得到代码覆盖率为100%。通过UVM验证，对比计分板上的数据和record_model参考模型的数据，发挥monitor自动监测的作用，监测到数据比对的一致性为100%。其余几种测试例的功能覆盖率能达到100%，并在计分板上得出的数据比对度为100%，从而可以说明射频接口收发模块的功能需求都已达到。

根据Synopsys的Design Compile工具对射频接口电路的RTL代码进行综合，得到射频接收通路的约束面积为0.3 mm2，功耗为39 mW；射频接口电路发送通路的约束面积为0.5 mm2，功耗为58 mW。设计综合报告如图6所示。

4结束语

UVM作为数字IC验证最前沿的方法学，尽管前端仿真搭建平台的周期较长，但是执行效率很高，明显缩短整个研发的验证时间。本文利用AXI总线验证组件搭建基于UVM的基带射频接口电路验证平台，实现了射频接口收发模块功能，在一定范围内，控制了约束面积和功耗，有利于整个基带芯片顺利量产。同时将这种验证架构用在基带芯片其他模块上，能够提高验证效率，并使基带射频接口电路的UVM验证平台发挥着重要的指导作用。在数字接口设计中具有重要的应用价值。

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