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译者序1

前言1

致谢1

第1章 设计验证的缘由1

1.1　什么是设计验证1

1.2　验证的基本原理2

1.3　验证方法学5

1.3.1 基于模拟的验证5

1.3.2　基于形式方法的验证7

1.4 基于模拟的验证与形式验证的比较9

1.5　形式验证的局限性10

1.6.1　并发进程11

1.6　Verilog语言调度和执行语义简介11

1.6.2　不确定性12

1.6.3　调度语义14

1.7　本章小结14

第2章 编写验证的代码15

2.1　功能正确性16

2.1.1　语法检查16

2.1.2　结构检查22

2.2　时序正确性24

2.2.1　竞争问题24

2.2.2　时钟选通25

2.2.3　时间零与零时间毛刺26

2.2.4　域交叉毛刺26

2.3.1　抽象的更高层次27

2.3　模拟的性能27

2.3.2　模拟器可识别组件29

2.3.3　向量与标量30

2.3.4 与其他模拟系统界面的最小化32

2.3.5　低层次／组件层次优化33

2.3.6　代码描述33

2.4　可移植性与可维护性33

2.4.1　项目代码布局33

2.4.2　集中的资源34

2.4.3　RTL设计文件格式35

2.5 可综合性、可调试性与通用工具兼容性36

2.5.1　可综合性36

2.5.2　可调试性37

2.6　基于周期的模拟38

2.7　硬件模拟／仿真40

2.8　2状态与4状态模拟41

2.9　linter程序的设计与使用42

2.10　本章小结43

2.11　习题43

第3章 模拟器体系结构与操作46

3.1　编译器46

3.2　模拟器50

3.2.1　事件驱动的模拟器50

3.2.2　基于周期的模拟器55

3.2.3　混合模拟器64

3.2.4　硬件模拟器与仿真器68

3.3　模拟器的分类与比较69

3.3.1　2状态与4状态模拟器69

3.3.3　事件驱动的模拟器与基于周期的模拟器70

3.3.2　零时延与单位时延模拟器70

3.3.4　解释型与编译型模拟器71

3.3.5　硬件模拟器71

3.4　模拟器的操作与应用72

3.4.1　基本模拟的文件结构72

3.4.2　性能与调试73

3.4.3　时序验证75

3.4.4　设计描述78

3.4.5　2状态与4状态78

3.4.6　用封装的模型协同模拟80

3.5　增量式编译80

3.6　模拟器控制台81

3.8　习题82

3.7　本章小结82

第4章 测试基准组成与设计87

4.1　测试基准的分类与测试环境87

4.2　初始化机制90

4.2.1　寄存器传输级初始化91

4.2.2　编程语言接口初始化92

4.2.3　时刻零的初始化94

4.3　时钟生成与同步94

4.3.1　显式与倒换方法94

4.3.2　绝对跃变时延95

4.3.3　时刻零时钟跃变96

4.3.4　时间单位与分辨率96

4.3.5　时钟倍频器与分频器96

4.3.6　时钟独立与抖动97

4.3.7 时钟同步与△时延98

4.4　激励生成99

4.3.8　时钟生成组织99

4.4.1　异步激励程序102

4.4.2　指令代码或可编程激励103

4.5　响应评估103

4.5.1　设计状态的转储104

4.5.2　黄金响应107

4.5.3　时态规范的检查114

4.6　验证实用程序117

4.6.1　错误注入程序118

4.6.2　错误与警告的告警机制119

4.6.3　存储器装载与转储机制119

4.6.4　稀疏存储器与内容可寻址存储器122

4.7　测试基准至系统设计接口125

4.6.5　断言例程125

4.8　常见的实际技术与方法126

4.8.1　验证环境配置126

4.8.2　总线功能模型128

4.9　本章小结131

4.10　习题132

第5章 测试构想、断言与覆盖135

5.1　分层验证136

5.1.1　系统层137

5.1.2　单元层138

5.1.3　模块层138

5.2　测试规划138

5.2.1　从体系结构规范中抽取功能139

5.2.4　跟踪进程142

5.2.3　建立测试用例142

5.2.2　功能分级优先142

5.3　伪随机测试生成程序145

5.3.1　用户接口145

5.3.2　寄存器与存储器分配146

5.3.3　程序构造147

5.3.4 自检机制148

5.4　断言148

5.4.1　定义所断言的内容149

5.4.2　断言组成149

5.4.3　编写断言150

5.4.4　内建商用断言158

5.5　SystemVerilog断言159

5.5.1　立即断言159

5.5.2　并发断言160

5.6　验证覆盖167

5.6.1　代码覆盖168

5.6.2　参数覆盖173

5.6.3　功能覆盖175

5.6.4　条目覆盖与交叉覆盖179

5.7　本章小结180

5.8　习题180

第6章 调试进程与验证周期185

6.1　故障捕获、范围压缩与错误跟踪185

6.1.1 故障捕获186

6.1.2　范围压缩186

6.1.3　错误跟踪系统190

6.2　模拟数据转储191

6.2.2　时态窗口192

6.2.1　空间相邻点192

6.3　潜在故障原因的隔离193

6.3.1　参考值、传播与分支点194

6.3.2　正向与反向调试194

6.3.3　跟踪图195

6.3.4　时间框架196

6.3.5　负载、驱动源与锥形跟踪198

6.3.6　存储器与阵列跟踪199

6.3.7　零时间回路结构200

6.3.8　系统设计的4个基本视图201

6.3.9　典型调试器的功能202

6.4　系统设计更新与维护：修改控制204

6.5 回归、发布机制与流片标准206

6.7　习题208

6.6　本章小结208

第7章 形式验证初步215

7.1　集合与运算215

7.2　关系、划分、偏序集与格216

7.3　布尔函数与表示222

7.3.1　对称布尔函数224

7.3.2　不完全指定的布尔函数226

7.3.3　特征函数227

7.4　布尔函数运算符229

7.5　有限状态自动机与语言232

7.5.1　积自动机与状态机234

7.5.2　状态等价与状态机最小化236

7.5.3　有限状态机的等价239

7.5.5　深度优先搜索240

7.5.4　图算法240

7.5.6　宽度优先搜索243

7.6　本章小结245

7.7　习题246

第8章 判定图、等价检验与符号模拟249

8.1　二叉判定图250

8.1.1　二叉判定图上的运算253

8.1.2　变量排序259

8.2　判定图的变异263

8.2.1　共用二叉判定图263

8.2.2　边属性二叉判定图264

8.2.3　零抑制二叉判定图265

8.2.4　有序功能判定图267

8.2.5　伪布尔函数与判定图268

8.2.6　二叉瞬时图270

8.3　基于判定图的等价检验271

8.4　布尔可满足性275

8.4.1　消解算法276

8.4.2　基于搜索的算法278

8.4.3　蕴涵图与学习280

8.5　符号模拟283

8.5.1　符号验证285

8.5.2　输入约束286

8.5.3　利用特征函数的符号模拟288

8.5.4　参数化289

8.6　本章小结291

8.7　习题292

9.1　性质、规范与逻辑296

第9章 模型检验与符号计算296

9.1.1　使用自动机的时序规范297

9.1.2　时态结构与计算树298

9.1.3 命题时态逻辑：LTL、CTL*与CTL301

9.1.4　公平性约束306

9.1.5 CTL*、CTL与LTL的相对表示性306

9.1.6　SystemVerilog断言语言307

9.2　性质检验307

9.2.1　使用自动机的性质规范307

9.2.2　语言包含309

9.2.3　CTL公式的检验310

9.2.4　有公平性约束的检验312

9.3　符号计算与模型检验313

9.3.1　符号有限状态机表示与状态遍历314

9.3.2　反例的生成318

9.3.3　等价检验318

9.3.4　语言包含与公平性约束321

9.4　符号CTL模型检验325

9.4.1　不动点计算325

9.4.2 有公平性约束的CTL检验329

9.5　计算改进331

9.5.1　早期量化332

9.5.2　一般化余因数334

9.6　模型检验工具的使用335

9.7　本章小结336

9.8　习题336

参考文献340

缩写词汇表358