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[導(dǎo)讀]跨時(shí)鐘域驗(yàn)證可分為結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和功能驗(yàn)證兩類。結(jié)構(gòu)驗(yàn)證確保在需要的地方添加了適當(dāng)?shù)耐竭壿?。功能?yàn)證確保已添加的邏輯實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。僅通過執(zhí)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)證,就可以檢測到許多CDC問題。這些檢查比功能驗(yàn)證更簡單、更快。因此,驗(yàn)證應(yīng)從結(jié)構(gòu)檢查開始,檢測到的問題應(yīng)在轉(zhuǎn)向功能驗(yàn)證之前進(jìn)行修復(fù)。...

時(shí)鐘域驗(yàn)證可分為結(jié)構(gòu)驗(yàn)證功能驗(yàn)證兩類。結(jié)構(gòu)驗(yàn)證確保在需要的地方添加了適當(dāng)?shù)耐竭壿嫛?/span>功能驗(yàn)證確保已添加的邏輯實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。
僅通過執(zhí)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)證,就可以檢測到許多CDC問題。這些檢查比功能驗(yàn)證更簡單、更快。因此,驗(yàn)證應(yīng)從結(jié)構(gòu)檢查開始,檢測到的問題應(yīng)在轉(zhuǎn)向功能驗(yàn)證之前進(jìn)行修復(fù)。
基于規(guī)則的檢查是執(zhí)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的一種非常有效的方法。斷言可以在設(shè)計(jì)中使用一些EDA工具自動推理證明,也可以將它們插入到RTL中帶入仿真環(huán)境,這兩種技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

仿真結(jié)果取決于所使用的測試向量的質(zhì)量。如果所應(yīng)用的測試向量不能觸發(fā)問題,那么該問題可能不會被檢測到。很難確定正確的測試向量集,從而提供良好的覆蓋范圍。與仿真相比,形式化技術(shù)提供了更好的覆蓋范圍,并且不需要提供任何測試向量。然而,由于狀態(tài)空間爆炸,形式化技術(shù)存在一些性能問題。因此,這些檢查不用于全芯片分析,但它們在模塊級別上工作得相當(dāng)好。
驗(yàn)證跨時(shí)鐘域問題可以按照以下幾個(gè)步驟:
Step 1
檢查以下場景中是否存在有效的同步器:1、跨異步時(shí)鐘域2、存在亞穩(wěn)態(tài)問題的同步跨時(shí)鐘域
一個(gè)級聯(lián)觸發(fā)器同步器可能足以確保不會存在亞穩(wěn)態(tài)傳播。然而,仍然可能存在數(shù)據(jù)不一致的問題。因此,建議在這個(gè)階段只檢查級聯(lián)觸發(fā)器同步器是否只用于單比特變化信號。如果缺少同步器,設(shè)計(jì)人員應(yīng)修改設(shè)計(jì)以添加適當(dāng)?shù)耐竭壿嫛?/span>
Step 2檢查是否存在單獨(dú)同步的匯聚信號,這可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致的問題。單獨(dú)同步的匯聚信號數(shù)據(jù)應(yīng)是 Gray-encoded。下圖顯示了一個(gè)控制總線時(shí)鐘域交叉,它使用級聯(lián)多觸發(fā)器進(jìn)行同步,但沒有進(jìn)行Gray-encoded。此時(shí),將為斷言失敗生成一個(gè)波形軌跡。?如果匯聚信號不能進(jìn)行Gray-encoded,則將同步方案更改為使用公共控制信號的同步方案,例如,MUX再循環(huán)、FIFO或握手。這些方案仍然需要進(jìn)行驗(yàn)證,以實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。
Step 3一旦添加了適當(dāng)?shù)耐竭壿嫴⑼瓿闪薌ray-encoding檢查,下一步是驗(yàn)證在將數(shù)據(jù)從一個(gè)時(shí)鐘域傳輸?shù)搅硪粋€(gè)時(shí)鐘域時(shí)沒有數(shù)據(jù)丟失。這需要對以下兩種情況進(jìn)行檢查:同步跨時(shí)鐘域:1、同步跨時(shí)鐘域從快時(shí)鐘域到慢時(shí)鐘域2、同步跨時(shí)鐘域從慢時(shí)鐘域到快時(shí)鐘域,時(shí)鐘邊沿可能連續(xù)多拍非??拷?/span>3、異步跨時(shí)鐘域
可以通過斷言每個(gè)源數(shù)據(jù)始終能夠在目標(biāo)時(shí)鐘域采樣到。對于其他同步方案,可以進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)的功能檢查,以確保沒有數(shù)據(jù)丟失。
Step 4
在所有使用某些特殊同步方案的情況下,都需要驗(yàn)證它們是否正確地執(zhí)行了預(yù)期的功能。這對于確保不傳播亞穩(wěn)態(tài)、數(shù)據(jù)不一致性或數(shù)據(jù)丟失問題非常重要。這里給出了三個(gè)常用方案所需的檢查:握手同步:檢查request-data和request-acknowledge協(xié)議是否符合規(guī)范要求。FIFO同步:檢查是否沒有FIFO overflow 或underflow。Mux recirculation:檢查當(dāng)同步控制信號EN_Sync拉高時(shí),是否保持“源數(shù)據(jù)A穩(wěn)定并且目的時(shí)鐘中至少有一個(gè)有效邊沿”。

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