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基于断言的验证技术(中文)

基于断言的验证(ABV)通过使用 SystemVerilog Assertions(SVA)或 Property Specification Language(PSL)对设计行为进行形式化表达,并在模拟、形式、加速等环境中进行一致性检查。断言在模拟中用于实时监控,在形式验证中作为待证明的性质,在仿真加速中实现快速失败检测。ABV 实现断言跨平台重用,增强覆盖率收集,推动验证从被动检测向主动闭环转型。其核心包括断言规划、有效编写、平台集成和覆盖驱动分析,实现设计意图与验证目标的紧密耦合。

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Last updated June 2025

Resource:  China IC Company Directory (English)


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  • 进阶学习规划:为你提供后续学习路径与推荐资源,让你在掌握本课程内容的基础上持续提升技能,拓展职业发展空间。

内容大纲

1. 无断言的黑盒验证
2. 无断言的黑盒验证面临的挑战
3. 基于断言的验证策略
4. 基于断言的验证的优势
5. 基于断言的验证之前
6. 基于断言的验证之后
7. 基于断言的验证测试平台
8. 基于断言的属性规范
9. 模拟环境中的断言
10. 形式化环境中的断言
11. 基于断言的验证方法学
12. 覆盖率驱动的验证
13. 编写断言的实践
14. 高效编写断言的验证方法
15. 断言编写与验证流程
16. 形式验证中的基于断言的验证
17. 模拟验证中的基于断言的验证
18. 仿真/加速中的基于断言的验证
19. 功能覆盖率中的基于断言的验证
20. 断言驱动的动态和形式验证方法
21. 形式验证中的断言限制
22. 断言对模拟的影响
23. 将断言集成到从计划到收尾的验证流程中

介绍

基于断言的验证以形式化语言对关键设计行为建模,并在整个验证流程中进行自动化检查。常用语言包括 SystemVerilog Assertions(SVA)与 Property Specification Language(PSL),通过表达时序关系、数据约束、协议行为等,实现对设计意图的直接描述。断言通常绑定于信号交互、状态转换或数据路径上,可独立于测试激励进行检测,使验证不再依赖仿真波形分析,从而提升定位效率与覆盖深度。

断言可部署于多种验证平台。模拟仿真中,断言作为嵌入式检查器,与 RTL 同步执行,在违例发生时自动中止仿真并报告问题。形式验证中,断言为验证引擎提供目标性质,结合约束进行穷尽路径分析,适用于控制路径、边界条件和异常场景验证。加速平台(如硬件仿真或 FPGA 原型)中,断言被综合为逻辑模块,执行高速监测,支持长时序验证和系统级调试。统一断言模型可无缝迁移于多个平台,提升验证一致性与重用效率。

断言具备覆盖驱动能力,既能生成断言覆盖率,也可作为功能覆盖的基础。覆盖数据量化了断言触发频率、条件激活情况及场景覆盖程度,为验证进度评估提供参考。断言还可结合记分板与检查器,构建更高层次的响应机制。例如在通信协议验证中,断言用于同步控制序列检查,记分板负责数据完整性校验,覆盖率用于统计路径与条件的执行情况,三者协同提升验证闭合质量。

ABV 推动验证流程从反应式向驱动式转变。传统验证以激励与响应为主,依赖事后调试。引入断言后,关键功能在设计早期通过形式化方式定义,验证过程由断言主导,激励系统则围绕断言需求优化生成。通过约束随机化、覆盖引导、断言定位等手段,自动完成场景探索与错误检测。断言还支持模块级复用,适用于 IP、子系统及 SoC 各层级,在大规模设计中具备良好的扩展性与维护性。

ABV 的应用依赖于高质量的断言编写实践。有效的断言需覆盖设计核心路径、时序关系、协议规则与非法状态,避免冗余或冲突表达。建议采用分层结构组织断言,结合模块接口定义与验证计划,确保覆盖全面且逻辑清晰。在验证环境中,应合理配置断言启用条件、异常处理方式与覆盖采集逻辑,使断言既不影响性能,又具备完整功能。结合断言驱动的覆盖率分析与验证流程,能够实现从计划到收尾的验证自动化闭环。

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