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一种基于AHB总线DMA控制器验证方法

电子技术应用

罗一牛，马丙场

上海灵动微电子股份有限公司

摘要： 针对传统芯片验证平台验证用例复用性差、验证时间长的问题，提出了一种基于AHB总线DMA控制器验证方法。通过该方法修改优化的验证平台可移植性高，具有模拟联动IP产生请求、回复与中断信号的功能，支持在传输中对AHB总线随机注入错误的能力。为证明方法的有效性，对DMA控制器UVM验证平台架构进行修改优化，并复用该平台构建Image2D控制器UVM验证平台，分别收集两个验证平台代码覆盖率。实验结果表明，该方法能够提高验证平台调试排错速度，提升验证平台兼容性，节约15%以上的验证开发时间，并保证验证平台代码覆盖率为100%。

關(guān)鍵詞： 数字集成电路 UVM AHB DMA Image2D

中圖分類號(hào)：TN402 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245618
中文引用格式： 羅一牛，馬丙場(chǎng). 一種基于AHB總線DMA控制器驗(yàn)證方法[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(1)：34-39.
英文引用格式： Luo Yiniu，Ma Bingchang. A verification method for DMA controller based on AHB bus[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(1)：34-39.

A verification method for DMA controller based on AHB bus

Luo Yiniu，Ma Bingchang

Shanghai MindMotion Microelectronics Co.， Ltd.

Abstract： A verification method based on AHB bus DMA controller is proposed to address the problems of traditional chip verification platforms, poor reusability of verification cases, and long verification time. The validation platform modified and optimized through this method has high portability, with the ability to simulate the generation of request, reply, and interrupt signals through IP linkage, and supports the ability to randomly inject errors into the AHB bus during transmission. To demonstrate the effectiveness of the method, the architecture of the DMA controller UVM verification platform was modified and optimized, and the platform was reused to construct the Image2D controller UVM verification platform. The code coverage of two verification platforms was collected separately. The experimental results show that this method can improve the debugging and debugging speed of the verification platform, enhance the compatibility of the verification platform, save more than 15% of the verification development time, and ensure 100% code coverage of the verification platform.

Key words : digital integrated circuit；UVM；AHB；DMA；Image2D；code coverage

引言

近年來(lái)隨著各類電子產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，芯片種類數(shù)量日益增多，電路更新迭代速度加快，以ARM公司的先進(jìn)高性能總線(Advanced High performance Bus, AHB)作為系統(tǒng)級(jí)芯片（System on Chip, SoC）內(nèi)部主干總線，以知識(shí)產(chǎn)權(quán)（Intellectual Property, IP）核為基礎(chǔ)組件的SoC開發(fā)方法已成為主流。AHB總線是SoC中的各個(gè)模塊或IP之間的通信橋梁，具有高速、高帶寬、高性能的特點(diǎn)[1-3]。而直接內(nèi)存訪問(wèn)（Direct Memory Access, DMA）控制器是SoC系統(tǒng)中最常用的IP之一，是SoC中各模塊之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效率的傳輸手段。DMA能夠獨(dú)自完成傳輸數(shù)據(jù)動(dòng)作，減小中央處理器（Central Processing Unit, CPU）的負(fù)載，提高數(shù)據(jù)搬移的效率。

DMA控制器功能強(qiáng)大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，驗(yàn)證其功能的完備性顯得格外重要，然而DMA控制器通常是在系統(tǒng)集成后的SoC級(jí)環(huán)境中驗(yàn)證，但SoC級(jí)驗(yàn)證覆蓋率較差，驗(yàn)證花費(fèi)時(shí)間比IP級(jí)驗(yàn)證長(zhǎng)。為了達(dá)到DMA控制器驗(yàn)證高效、充分測(cè)試覆蓋率高的目的，譚澤軍等人提出使用通用驗(yàn)證方法學(xué)（Universal Verification Methodology, UVM）對(duì)DMA控制器驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)行編寫，使用驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)DMA控制器完成IP級(jí)驗(yàn)證工作，達(dá)到接近100%的覆蓋率收集[4-8]。但是該驗(yàn)證平臺(tái)存在兼容性復(fù)用性較差、驗(yàn)證用例擴(kuò)展性較差、驗(yàn)證花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，影響芯片開發(fā)速度，難以實(shí)現(xiàn)快速迭代，無(wú)法滿足如今芯片敏捷設(shè)計(jì)的要求。

為了進(jìn)一步提升DMA控制器驗(yàn)證速度，保證IP功能驗(yàn)證的完備性，提高驗(yàn)證平臺(tái)可復(fù)用性，本文采用一種基于AHB總線DMA控制器驗(yàn)證平臺(tái)，該驗(yàn)證平臺(tái)具有高效以及良好兼容性、擴(kuò)展性和魯棒性的特點(diǎn)。

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作者信息：

羅一牛，馬丙場(chǎng)

（上海靈動(dòng)微電子股份有限公司，上海 201210）

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