system verilog的覆盖率

本文详细探讨了验证覆盖率的重要性,包括代码覆盖率、功能覆盖率和断言覆盖率等,强调其在验证设计充分性中的作用。通过示例展示了如何使用覆盖组进行功能覆盖率的收集,并解释了覆盖率点、交叉覆盖和仓的概念。此外,还介绍了如何根据覆盖率调整验证策略和资源。最终目标是实现100%的覆盖率以确保设计的完整性和正确性。

覆盖率是衡量验证完备性的重要指标

覆盖率提现验证的充分性

功能覆盖率成为衡量验证进度以及验证充分性的重要手段,提供了一个标志验证工作完成的相对客观指标。可以根据覆盖率的情况随时调整验证的策略,调整验证资源。功能覆盖率和设计意图紧密相连,代码覆盖率衡量设计的实现情况。

1.覆盖率的类型

代码覆盖率:检查代码是否冗余,设计要点是否被遍历,被检测的对象是RTL设计代码,由仿真工具自动生成;用来度量被检测代码中每个执行语句是否被执行到。

功能覆盖率:检查规格功能是否被覆盖,被检测对象是自定义的容器,需要采样收集条件;度量哪些设计规格以及被测试用例测试过的一个指标。最终覆盖率要求为100%。

断言覆盖率:断言是用于一次性或者在一段时间内核对两个设计信号之间关系的声明代码;可以随设计和测试平台一起仿真,也可以被形式检查工具所证实。最终覆盖率要求为100%。

代码条件覆盖:度量条件语句的每个子表达式是否被测试到了;

分支覆盖率:

事件覆盖率:

跳转覆盖率:

状态机覆盖率:

2.验证完备性

//一个简单对象的功能覆盖率
Program automatic test (busifc.TB ifc);
    Class Transaction;
        rand bit [31:0] data ;
        rand bit [2:0] port;            //八种端口数据
    Endclass

    covergroup CovPort;
        covergroup tr.port;                //测量覆盖率
    endgroup
    
    initial begin
        Transaction tr;
        CovPort ck;
        ck = new();                        //实例化组
        tr = new();
        repeat (32) begin                    //运行几个周期
            assert (tr.randomaize);            //创建一个事物
            ifc.cb.data <= tr.port;            //并发送到接口上
            ifc.cab.data <= ta.data;
            ck.sample ();                        //收集覆盖率
            @ifc.cab;                            //等待一个周期
        end
     end
endprogam
    


​​​​​​​

 3.覆盖组

面向数据的覆盖率对已知的数据组合检查,可以通过编写覆盖组、覆盖点、和交叉覆盖获得面向数据的覆盖率。功能覆盖率执行过程首先是覆盖组然后覆盖点和交叉覆盖,但是最终是以“各种仓”作为基本元素(落脚点)。仓代表了这个数据或者这个表达式出现了该数据。

4.定义覆盖模型

覆盖组的结构(covergroup construct)是一种用户自定义的类型,一旦被定义就可以创建多个实例,就想类一样,也是通过new()来创建实例的。覆盖组可以定义在module/program/interface以及class中。

 5.功能覆盖率的术语

覆盖率点:对一个信号或者变量出现的值定义或分类。

交叉覆盖率点:对多个相互关联的信号或者变量可能出现的值正交叉值,可以是多个。

标签:用来标识覆盖率的点

变量:被采集的信号线,变量或者标签的交叉

选项:覆盖率点的控制信息

仓(容器):分为自创建仓和自定义仓,交叉覆盖率点只能包含自创建仓

忽略容器:不关心的仓

非法容器:不允许被击中的仓

<think>首先,用户的问题是关于SystemVerilog中如何收集payload长度的覆盖率。用户引用了几个参考资料,这些资料讨论了SystemVerilog功能覆盖率,包括覆盖点、仓、约束等。关键点: -用户想收集payload长度的覆盖率。-引用[1]提到使用约束来控制变量的分布,如`solve lenbefore hdr_len,payload_len;`。-引用[2]解释覆盖点如何创建仓来记录数值被捕捉的次数。 -引用[3]讨论覆盖组、覆盖点、仓等概念。 我的回答需要: -使用中文。-结构清晰,逐步解决问题。-确保真实可靠。-遵循系统级指令:行内数学表达式用`$...$`,独立公式用`$$...$$`,但这里可能没有数学表达式,所以不需要。-生成相关问题。 -在回答末尾添加引用标识,如`[^1]`。 回答结构:1.**介绍功能覆盖率**:简要解释SystemVerilog功能覆盖率的概念。2.**如何收集payload长度覆盖率**:-定义覆盖组(covergroup)。-为payload长度创建覆盖点(coverpoint)。-指定仓(bins)来记录不同值。-触发覆盖组采样。 3. **示例代码**:提供一个简单的SystemVerilog代码示例。4.**优化和注意事项**:讨论如何确保覆盖率收集有效,比如使用约束来控制分布。5.**生成相关问题**:在最后添加相关问题。引用用户提供的引用:-引用[1]:关于约束的使用。 -引用[2]:关于仓和覆盖率收集。 -引用[3]:关于覆盖组和覆盖点。 在回答中自然地引用这些,例如在解释时提到 "[^1]"。用户的具体问题:"我想在SystemVerilog中如何收集payload长度的覆盖率"和"请问SystemVerilog收集 payload长度覆盖率的方法"。步骤: 1. **创建覆盖组**:定义一个覆盖组来采样payload长度。 2. **定义覆盖点**:在覆盖组中为payload长度创建一个覆盖点。3.**配置仓**:为payload长度设置仓,例如自动仓或自定义仓。4.**触发采样**:在适当的时候触发覆盖组采样,比如在事务完成时。示例代码: ```systemverilogclassTransaction;randbit [3:0]payload_len; //假设payload长度是4位//其他字段...//覆盖组定义covergrouppayload_cov;coverpointpayload_len{bins len_bins[]= {[0:15]};//创建16个仓,每个值一个}endgroupfunctionnew();payload_cov= new(); //实例化覆盖组endfunctionendclass//在测试中,当创建事务时触发采样initialbeginTransactiontr= new();tr.randomize();//随机化payload_lentr.payload_cov.sample(); //触发覆盖组采样end``` 在解释中,引用用户提供的引用: -提到使用约束来控制分布,如引用[1]中的例子。 -解释仓如何工作,如引用[2]。生成相关问题:-例如:1.如何优化payload长度的覆盖率收集?2.如何处理payload长度分布不均匀的问题?3.功能覆盖率报告如何生成和分析?确保回答真实可靠:基于SystemVerilog标准,如IEEE1800。</think>### SystemVerilog 中收集 payload 长度覆盖率的方法 在 SystemVerilog 中,收集 payload 长度的功能覆盖率主要通过 **覆盖组(covergroup)** 和 **覆盖点(coverpoint)** 实现。功能覆盖率用于验证设计是否覆盖了所有关键场景,payload 长度作为关键变量,需要被采样并记录其值的分布情况。以下是逐步实现方法: #### 1. **定义覆盖组和覆盖点** - **覆盖组(covergroup)**:用于封装覆盖率采样逻辑,通常在事务类中定义。 - **覆盖点(coverpoint)**:针对 `payload_len` 变量创建,自动或手动指定仓(bins)来记录每个值出现的次数。 - 引用[2]提到:覆盖点会创建多个“仓”来记录数值被捕捉的次数,这些仓是覆盖率的基本单位[^2]。 示例代码: ```systemverilog class Transaction; rand bit [3:0] payload_len; // 假设 payload 长度是 4 位 (0-15) // 其他变量,如 hdr_len 等 // 定义覆盖组 covergroup payload_coverage; coverpoint payload_len { bins len_bins[] = {[0:15]}; // 为每个值创建独立仓 } endgroup // 实例化覆盖组 function new(); payload_coverage = new(); endfunction endclass ``` - **说明**: - `bins len_bins[] = {[0:15]}` 为 `payload_len` 的每个可能值(0 到 15)创建一个仓。 - 每次 `payload_coverage.sample()` 被调用时,当前 `payload_len` 的值会被记录到对应仓中。 #### 2. **触发覆盖率采样** - 在仿真中,当 payload 长度被确定时(如事务随机化后),触发覆盖组的 `sample()` 方法。 - 采样通常在事务处理的关键点执行,例如在数据包发送完成时。 - 示例代码: ```systemverilog // 在测试环境中触发采样 initial begin Transaction tr = new(); repeat(100) begin // 模拟多次事务 assert(tr.randomize()); // 随机化 payload_len tr.payload_coverage.sample(); // 触发覆盖率采样 // 其他处理逻辑 end end ``` #### 3. **优化覆盖率收集** - **处理分布不均匀问题**:如果 `payload_len` 分布不均匀(如某些值很少出现),可以使用约束(constraints)或 `solve...before` 引导随机分布。 - 引用[1]提到:通过 `solve...before` 可以控制变量优先级,例如优先解决 `len` 再解决 `payload_len`,以改善覆盖率分布[^1]。 - 示例: ```systemverilog class Transaction; rand bit [3:0] payload_len; constraint payload_dist { solve payload_len before other_var; // 优先解决 payload_len payload_len inside {[4:12]}; // 限制范围以聚焦关键值 } endclass ``` - **自定义仓**:避免自动创建过多仓,可合并相关值: ```systemverilog coverpoint payload_len { bins low_len = {[0:3]}; bins mid_len = {[4:11]}; bins high_len = {[12:15]}; } ``` - **交叉覆盖率**:如果需要分析 `payload_len` 与其他变量(如头部长度)的关系,使用 `cross`: ```systemverilog covergroup payload_coverage; coverpoint payload_len; coverpoint hdr_len; cross payload_len, hdr_len; // 收集交叉覆盖率 endgroup ``` #### 4. **生成覆盖率报告** - 在仿真结束时,工具(如 Synopsys VCS 或 Cadence Xcelium)会自动汇总所有仓的标记,生成覆盖率数据库。 - 通过分析工具(如 Verdi 或 URG)查看报告: - 总体覆盖率:所有仓中被覆盖的比例。 - 个体仓覆盖率:每个值或范围的覆盖状态。 - 引用[3]提到:覆盖率函数和报告工具能帮助分析数据采样结果[^3]。 #### 注意事项 - **避免非法值**:使用 `illegal_bins` 排除无效值,确保覆盖率只关注有效范围。 - **性能考虑**:大量仓会增加仿真开销,建议合并低频值。 - **真实性验证**:覆盖率数据应与设计规范对齐,确保覆盖所有 corner case。 通过以上方法,您可以高效收集 payload 长度的覆盖率,并生成详细的报告以验证设计完整性[^1][^2][^3]。
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