Detail předmětu

Funkční verifikace číslicových systémů

FIT-FVSAk. rok: 2018/2019

Aktuální důležitost funkční verifikace. Specifikace požadavků a verifikační plán. Simulace a příprava testovacích prostředí. Funkční verifikace a její metody (generování pseudo-náhodných verifikačních stimulů, verifikace řízená pokrytím, verifikace založená na tvrzeních, samokontrolní mechanismy). Verifikační metodiky a jazyk SystemVerilog. Reportování a oprava nalezených chyb. Emulace a FPGA prototypování.

Výsledky učení předmětu

Student zná základní techniky funkční verifikace číslicových systémů: simulaci, funkční verifikaci a její metody, emulaci a prototypování. Umí analyzovat zdrojové kódy a výstupy nástrojů pro funkční verifikaci, umí lokalizovat chyby a zařídit jejich opravu. Umí vytvářet základní verifikační prostředí v jazyku SystemVerilog podle aktuálních metodik (OVM, UVM) pro funkční verifikaci. Získal znalosti, které jsou značnou výhodou při práci v oblasti návrhu číslicových obvodů.

Prerekvizity

Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.

Doporučená nebo povinná literatura

Přednáškové materiály v elektronické formě.

  • Myer, A.: Principles of Functional Verification, Newnes, USA, 2003. ISBN: 0750676175.
  • Bergeron, J.: Writing Testbenches using SystemVerilog, Springer, USA, 2006. ISBN: 0387292217
  • Spear, Ch., Tumbush, G., SystemVerilog for Verification: A Guide to Learning the Testbench Language Features, Springer, USA, 2012. ISBN: 1461407141.
  • Haque, F., Michelson, J., Khan, K.: The Art of Verification with SystemVerilog Assertions, Verification Central, USA, 2006. ISBN: 0971199418.
  • Amos, D., Lesea, A., Richter, R.: FPGA-Based Prototyping Methodology Manual: Best Practices in Design-For-Prototyping, Synopsys Press, USA,2011. ISBN: 1617300047.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Zápočet není ustanoven.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    1. Důvody funkční verifikace číslicových systémů. Historie funkční verifikace, jazyků HDL a HVL. Specifikace požadavků a verifikační plán.
    2. Testování modelů číslicových systémů pomocí simulace. Jazyk VHDL. Tvorba testovacích prostředí. Nejpoužívanější simulátory.
    3. Úvod do funkční verifikace. Techniky funkční verifikace.
    4. Metodiky tvorby verifikačních prostředí. HVL jazyky.
    5. Generovaní verifikačních testů ve formě pseudo-náhodných stimulů. Přímé testy. Omezující podmínky.
    6. Verifikace řízená pokrytím. Metriky pokrytí. Měření a analýza pokrytí.
    7. Samo-kontrolní mechanizmy.
    8. Tvorba tvrzení. Jazyky pro tvorbu tvrzení. Hlášení chyb.
    9. Verifikace založená na tvrzeních.
    10. Emulace a prototypování.
    11. Ladění přímo v obvodě.
    12. Zvaná přednáška hosta z praxe.
    13. Speciální případy verifikace číslicových obvodů. Další verifikační přístupy. Výzvy a otevřené problémy verifikace.

    Osnova laboratorních cvičení:
    1. Tvorba testovacích okolí pro aritmeticko-logickou jednotku (ALU).
    2. Tvorba verifikačního prostředí pro ALU.
    3. Verifikace ALU řízena pokrytím. 
    4. Verifikace ALU založena na tvrzeních.

    Osnova ostatní - projekty, práce:
    Návrh a implementace verifikačního prostředí pro vybraný číslicový systém.

Cíl

Získat přehled o funkční verifikaci číslicových systémů, pozornost se věnuje problematice přípravy testovacích prostředí (testbenchů), funkční verifikaci a emulaci. Získat praktické dovednosti s funkční verifikací číslicových systémů, které používají přední výrobci číslicových obvodů. Zvládnutí tvorby testovacích a verifikačních prostředí podle aktuálních a běžně používaných metodik (OVM, UVM). Zvládnutí poskytnutí přesných informací o objevených chybách, nebo jejich přímého odstranění.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na laboratorních cvičeních a vypracování projektu v předepsaném termínu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MGM , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MPV , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  1. Důvody funkční verifikace číslicových systémů. Historie funkční verifikace, jazyků HDL a HVL. Specifikace požadavků a verifikační plán.
  2. Testování modelů číslicových systémů pomocí simulace. Jazyk VHDL. Tvorba testovacích prostředí. Nejpoužívanější simulátory.
  3. Úvod do funkční verifikace. Techniky funkční verifikace.
  4. Metodiky tvorby verifikačních prostředí. HVL jazyky.
  5. Generovaní verifikačních testů ve formě pseudo-náhodných stimulů. Přímé testy. Omezující podmínky.
  6. Verifikace řízená pokrytím. Metriky pokrytí. Měření a analýza pokrytí.
  7. Samo-kontrolní mechanizmy.
  8. Tvorba tvrzení. Jazyky pro tvorbu tvrzení. Hlášení chyb.
  9. Verifikace založená na tvrzeních.
  10. Emulace a prototypování.
  11. Ladění přímo v obvodě.
  12. Zvaná přednáška hosta z praxe.
  13. Speciální případy verifikace číslicových obvodů. Další verifikační přístupy. Výzvy a otevřené problémy verifikace.

Laboratorní cvičení

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  1. Tvorba testovacích okolí pro aritmeticko-logickou jednotku (ALU).
  2. Tvorba verifikačního prostředí pro ALU.
  3. Verifikace ALU řízena pokrytím. 
  4. Verifikace ALU založena na tvrzeních.

Projekty

18 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor