SOC3.0 項(xiàng)目都有哪些東西：

模塊升級

SOC V3.0在2.0項(xiàng)目的基礎(chǔ)上增加了Jtag、iCache、CNN 和PWM模塊。

Jtag：

Jtag是聯(lián)合測試工作組（Joint Test Action Group）的簡稱，目前最主要用在集成電路的測試，也可以通過JTAG結(jié)合DM(Debug Module) 實(shí)現(xiàn)芯片的調(diào)試，為軟件開發(fā)者提供了一個芯片內(nèi)部的后門。

Jtag 狀態(tài)機(jī)

DM（Debug module）：

DM 稱為調(diào)試模塊，該電路集成在芯片內(nèi)部，方便開發(fā)者編程、調(diào)試、異常處理等功能，已經(jīng)是芯片不可或缺的電路。

下圖是RISCV的debug module。

上述JTAG和DM在我們SOC V3.0里面已經(jīng)集成。

以下是我們在環(huán)境中跑的test的部分波形：

CNN：

CNN是Convolutional neural network (CNN)的簡稱，在圖像識別、語音識別、大語言模型中廣泛的使用。

CNN的應(yīng)用

典型的CNN結(jié)構(gòu)由卷積層、池化層、連接層組成。

典型的CNN網(wǎng)絡(luò)

在我們的SOC V3.0里面，我們集成了一個簡單的CNN網(wǎng)絡(luò)。

其中包含卷積運(yùn)算、池化運(yùn)算、線性運(yùn)算。

卷積運(yùn)算

PWM：

PWM是Pulse Width Modulation的簡稱，在燈光調(diào)節(jié)、電機(jī)控制等各個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

PWM控制不同占空比

在我們SOC V3.0中，我們集成了PWM模塊。

下面是我們PWM模塊跑出來的波形。

工具升級

在SOC V3.0的環(huán)境上，我們研發(fā)了yrun 、ycheck、ygpt 等腳本工具。

yrun：

yrun支持跑編譯、仿真、回歸等多個功能。

詳細(xì)功能介紹：

簡潔的test 添加機(jī)制；

simulation和compile 分開管理；

支持只編譯模式；

支持只simulation模式；

支持特定的 test list的 regression；

支持同時跑不同的regression；

支持 simulation 進(jìn)行時在終端上打印log；

支持simulation 在后臺運(yùn)行；

支持特定 test list 中 特定test的 simulation；

支持 fail test的rerun機(jī)制；

支持中間查看特定regression的運(yùn)行狀態(tài)；

支持將regression的結(jié)果通過mail的方式發(fā)給指定的用戶；

支持將regression的fail test的error 顯示在regression的結(jié)果中；

支持用戶定義FPGA simulation，Gate lever simulation，UPF simulation等。

在SOC V3.0里面，我們提供了yrun使用的demo，用戶可以根據(jù)自己的需要將yrun應(yīng)用到自己的IP和SOC驗(yàn)證環(huán)境中。

注意！！！ 在我們提供的demo里面，yrun的源代碼是提供給大家的。SOC V3.0驗(yàn)證環(huán)境里面的yrun由于做了更多的開發(fā)，我們對部分代碼進(jìn)行了加密處理。 ycheck： ycheck 是用于檢查regression的狀態(tài)使用。 使用方法如下：

ygpt： ygpt是將GPT引入到芯片的研發(fā)中，通過GPT讀取代碼，用戶可以根據(jù)自己需求向GPT獲取信息。例如：制定 testplan，寫 testbench 等等。 下面是ygpt 使用的案例：

驗(yàn)證環(huán)境升級 目前我們SOC V3.0 包含了 :

基于UVM的IP驗(yàn)證方法學(xué)

基于C的SOC驗(yàn)證方法學(xué)

基于UVM的SOC驗(yàn)證方法學(xué)

基于Formal的驗(yàn)證方法學(xué)

下面我們詳細(xì)介紹: 基于UVM的IP驗(yàn)證方法學(xué) 在我們?nèi)粘５腎P驗(yàn)證中，IP分為10大類，他們是:

處理器IP：包括中央處理器（CPU）和圖形處理器（GPU。

通信IP：如USB、Ethernet、PCI Express等。

存儲IP：如存儲控制器、閃存控制器等。

數(shù)字信號處理IP：如圖像處理等。

模擬IP：如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）等。

安全I(xiàn)P：如加密引擎、隨機(jī)數(shù)生成器等。

電源管理IP：包括用于管理電源和能效的電源管理單元。

時鐘IP：包括時鐘生成器和分配網(wǎng)絡(luò)，用于同步和時序控制。

外設(shè)IP：包括各種外設(shè)，如UART、SPI、I2C等，用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信。

自定義IP：一些芯片制造商或設(shè)計團(tuán)隊(duì)可能會開發(fā)自定義的IP。

在這些IP里面，我們根據(jù)驗(yàn)證采用的不同策略可以將其歸為四大類:

第一類 : 協(xié)議類IP，如USB，UART，時鐘IP等;

第二類 : 算法類IP，如ISP，CNN等;

第三類 : 處理器IP，如CPU，GPU等;

第四類 : 模擬IP，如ADC，DAC等。

在我們SOC V3.0 項(xiàng)目中，我們開發(fā)了協(xié)議類IP的驗(yàn)證環(huán)境和算法類IP的驗(yàn)證環(huán)境。

協(xié)議類IP 驗(yàn)證環(huán)境—QSPI

QSPI 采用UVM驗(yàn)證即可，其驗(yàn)證框架如下

QSPI驗(yàn)證環(huán)境

QSPI 驗(yàn)證環(huán)境包括APB Agent，Register Model，Register Adapter, QSPI Scoreboard，QSPI Monitor，Sequencer 等。 算法類IP 驗(yàn)證環(huán)境—ISP ISP 采用UVM+C的驗(yàn)證方式，UVM和C的交互有多種方式，在ISP環(huán)境中，我們選擇將C編譯成可執(zhí)行文件，然后通過UVM環(huán)境調(diào)用可執(zhí)行文件生成帶有預(yù)期的數(shù)據(jù)的txt文件，UVM 環(huán)境通過讀取預(yù)期數(shù)據(jù)的txt文件與觀測到值進(jìn)行比對，從而判斷設(shè)計的正確性。

ISP驗(yàn)證環(huán)境

算法類IP 驗(yàn)證環(huán)境—CNN CNN也是采用UVM+C的驗(yàn)證方式，不同于ISP，在CNN環(huán)境中，我們采用DPI的方式調(diào)用C文件，scorboard在拿到觀測數(shù)據(jù)之后，直接通過DPI 調(diào)用 C函數(shù)獲取預(yù)期的值。

CNN驗(yàn)證環(huán)境

基于C的SOC驗(yàn)證方法學(xué) SOC環(huán)境集成了CPU，為了讓CPU能夠跑起來，一個簡單的做法是讓CPU直接吃指令執(zhí)行，但是純粹的機(jī)器指令可讀性很差。采用C寫test，然后用工具鏈編譯成機(jī)器指令給CPU執(zhí)行是一種常規(guī)的操作。 在SOC V3.0中，我們提供基于C的SOC驗(yàn)證環(huán)境。

基于C的SOC驗(yàn)證環(huán)境 我們提供了包括UART，I2C，SPI，CNN，ISP在內(nèi)的諸多IP的C test。用戶可以通過仿真了解C的編譯和執(zhí)行過程，對芯片的運(yùn)行有個更加系統(tǒng)的理解。 基于UVM的SOC驗(yàn)證方法學(xué) 在SOC環(huán)境中，采用C生成機(jī)器碼讓CPU執(zhí)行的過程會占用大量的仿真時間，特別是一些復(fù)雜的大芯片，另外考慮到IP驗(yàn)證環(huán)境開發(fā)過類似的test，很多公司希望在SOC環(huán)境中能夠復(fù)用這些test，那么一套基于UVM的SOC驗(yàn)證環(huán)境就非常有必要。 在我們SOC V3.0環(huán)境中，我們集成了基于UVM的SOC驗(yàn)證環(huán)境，用戶在拿到我們代碼后，可以通過仿真了解了UVM是和如何SOC協(xié)同完成SOC驗(yàn)證。

基于UVM的SOC驗(yàn)證環(huán)境 基于Formal的驗(yàn)證方法學(xué) 采用simulation 只能打到部分的場景，這個過程不免有些bug遺漏。基于數(shù)學(xué)推算的Formal 可以完美的解決這個問題。

在我們SOC V3.0中我們集成了一個基本的Formal驗(yàn)證環(huán)境，方便大家理解Formal驗(yàn)證的思想。

完善設(shè)計流程 芯片的前端設(shè)計涉及到語法檢查，綜合以及形式驗(yàn)證。在SOC V3.0 里面，我們提供了語法檢查，綜合以及形式驗(yàn)證的腳本及相關(guān)的工藝庫文件。

綜合過程

形式驗(yàn)證

我們還做了哪些事情？

除上述之外，我們還在SOC V3.0中集成了SOC V1.1的改動:

補(bǔ)全了I2C_DEV 和UART_DEV；

2. 實(shí)現(xiàn)C代碼中字符串打印；

3. 完善的QSPI驗(yàn)證計劃，驗(yàn)證用例和coverage數(shù)據(jù)；

4. 提供了QSPI 和CNN的問題代碼，讓大家在debug中理解項(xiàng)目。

編輯：黃飛