OpenTitan项目设计验证(DV)环境搭建指南

OpenTitan项目设计验证(DV)环境搭建指南

opentitan OpenTitan: Open source silicon root of trust 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/opentitan

前言

OpenTitan作为一个开源硬件安全项目，其设计验证(DV)环节对于确保芯片功能正确性和安全性至关重要。本文将详细介绍如何在OpenTitan项目中搭建设计验证环境，帮助开发者快速上手DV工作。

设计验证阶段概述

OpenTitan项目中的硬件开发分为三个主要阶段：

1. 初始工作阶段：建立基础验证环境和文档
2. 测试阶段：执行详细的功能验证
3. 测试完成阶段：完成所有验证目标

本文重点指导如何从初始工作阶段顺利过渡到测试阶段。

准备工作

在开始DV工作前，需要确保：

• 已完成所有依赖项的安装和软件构建
• 设计规范文档已经就绪
• 设计已从规范阶段进入开发阶段

使用uvmdvgen工具创建验证环境

uvmdvgen是OpenTitan提供的自动化验证环境生成工具，它能快速搭建验证框架：

1. 在DUT根目录（包含rtl目录的位置）运行工具
2. 工具会自动创建以下目录结构：
   • dv/：包含完整的测试平台和测试构建文件
   • data/：存放验证相关数据
   • doc/：存放验证文档

建议操作：生成后立即在所有文件中搜索'TODO'标记，完成必要的修改，特别是DUT特定IO接口的连接。

验证文档编写与评审

1. DV文档

• 描述验证组件清单
• 包含测试平台框图设计
• 可使用项目提供的.svg格式模板

2. Hjson测试计划

• 需要完整编写
• 遵循testplanner工具的规范要求

完成文档后，应与设计团队进行评审，确保内容完整清晰。

UVM RAL模型生成

对于包含CSR寄存器的设计，需要创建UVM RAL模型：

1. 仿真流程已支持自动生成RAL模型
2. 也可手动使用regtool工具生成：

   util/regtool.py -s -t /path-to-dv /path-to-module/data/<dut>.hjson
   

生成的文件会存放在仿真构建临时区域，无需提交到代码库。

支持的仿真工具

OpenTitan DV环境支持：

• Synopsys VCS（完全支持）
• Cadence Xcelium（逐步完善支持）

构建和运行测试

运行基础测试

uvmdvgen工具会生成一个空的sanity测试序列：

util/dvsim/dvsim.py path/to/<dut>_sim_cfg.hjson -i <dut>_sanity [--waves <format>] [--tool xcelium]

注意：初始生成的测试平台可能无法立即编译通过，需要根据错误信息进行调试。

波形查看选项

• VCS用户：--waves vpd
• Xcelium用户：--waves shm
• Verdi用户：--waves fsdb

CSR测试

对于包含CSR的设计，可以运行完整的CSR测试套件：

util/dvsim/dvsim.py path/to/<dut>_sim_cfg.hjson -i <dut>_csr_hw_reset [--waves <format>] [--tool xcelium]

完整DV流程

建议开发流程：

1. 从sanity测试和CSR测试开始
2. 逐步实现测试计划中的所有测试用例
3. 参考项目检查清单完成各阶段验证目标

复现CI报告的DV失败

要复现CI环境中的测试失败：

1. 确保使用与CI相同的VCS版本
2. 获取CI使用的合并分支：

   git fetch upstream pull/<PR_number>/merge
   git checkout -b <temp_branch> FETCH_HEAD
   

3. 使用相同种子运行测试：

   util/dvsim/dvsim.py hw/ip/uart/dv/uart_sim_cfg.hjson -i uart_smoke --fixed-seed=<seed> [--waves <format>]
   

结语

本文详细介绍了OpenTitan项目设计验证环境的搭建流程。通过遵循这些步骤，开发者可以快速建立验证环境并开始DV工作。在实际开发过程中，建议参考项目中的UART DV实现作为范例。

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