[SoC事务级随机测试功能验证有效性评估]培训有效性评估的方法
摘要：针对测试向量放回和不放回两种情况，采用对比评估法，以发现错误的能力和提交的可靠性为标准，论证了SoC事务级随机测试功能验证的有效性。评估结果表明，划分测试仅在错误区包含某个或几个子域的特殊情况下有高于随机测试的验证效果，而随机测试则可能在更一般的情况下优于划分测试的验证效果。
关键词：超大规模集成电路；验证；随机过程；功能；事务级
Evaluating Effectiveness for Random Testing
of SoC Transaction Level Functional Verification
MA Qin-sheng，GAO Xun，CAO Yang，SU Fan
（ School of Electronic Information, Wuhan University Wuhan 430072）
Abstract：Taking the ability of the?discovering mistakes and the reliability of the submission for the replacement and without replacement of the testcase, the testing validity of the functional verification based on the random testing for the transaction level of the System-on-Chip was evaluated theoretically by the comparison approach. The evaluation result indicated that the efficiency of the partition testing was better than that of the random testing only when one or more subdomains were covered over with the area of errors, although the efficiency of the random testing was generally better than that of the partition testing.
Keywords：VLSI circuits; verification; random processes; function; testing; transaction level
1引言
在SoC各个层次的仿真验证中，最重要的问题是构建测试平台，而构建测试平台的核心是设计测试向量[1-2]。在SoC事务级，通常采用划分测试的功能验证方法，划分测试往往要求测试者精确地设计测试向量，而精确地设计测试向量的开销十分巨大。而在随机测试中，测试向量则是在被验证对象（Design Under Verification，DUV）测试激励输入域中随机生成的。因此，随机测试可以极大地降低测试向量的选择开销[3]。然而，随机测试的有效性问题一直是人们争论的焦点[4-5]，争论主要集中在：（1） 随机测试结果能否满足预期的检错率；（2） 随机测试结果能否满足预期的可靠性。本文将针对测试向量放回和不放回两种情况，以发现错误的能力、提交的可靠性为标准，来评估SoC事务级随机测试功能验证的有效性。
2随机测试有效性评估标准
在SoC事务级验证中，随机测试和划分测试的有效性采用对比评估的方法，该方法主要基于以下两个标准以及三个定义和两点假设[3,6,7]。
标准1：发现错误的能力，即一轮测试后，测试向量在DUV中至少发现一个错误的概率，用P表示。
标准2：提交的可靠性，即一轮测试后，DUV运行时产生错误的可能性，用e表示，并用期望值E（e）度量。
定义1：产生错误输出的相邻输入点的集合称为错误区，用F表示。
定义2：在随机测试中，DUV测试激励输入域D的规模用d（d ≥1）表示，根据实际操作设计的D中各数据使用的概率分布称为操作剖面，用U（t）表示，根据操作剖面选择的测试向量落入错误区的可能性称为失败率，用q表示。在D中，导致错误输出的元素称为故障输入，其总数用m（0≤m≤d）表示，否则称为正确输入，其总数用c（c =d -m）表示，测试向量总数用n（1≤n≤d）表示。
定义3：在划分测试中，DUV测试激励输入域D被划分为k（k≥2）个互不相交的输入子域Di（i =1,2,...,k），各个子域的规模用di（di≥1,i =1,2,...,k）表示，且有d =di，测试者设计的各个输入子域内各数据被选择的概率分布称为测试剖面，用V（t）表示，根据测试剖面选择的子域的测试向量落入错误区的可能性称为检测率，用ri（i =1,2,...,k）表示，且有ri =V（t）。在Di中，故障输入总数用mi（0≤mi≤di， i =1,2,...,k）表示，且有m =mi，正确输入总数用ci（ci =di -mi ， i =1,2,...,k）表示，且有c =ci，测试向量总数用ni（1≤ni≤di， i =1,2,...,k）表示，且有n =ni。
假设1：一个故障输入仅引发一个DUV中的错误，且该错误仅由该故障输入引发。
假设2：每个被发现的错误均能被很好地纠正，且纠错过程中不引进新错误。
3测试向量放回情况下的评估
对于随机测试，测试向量对DUV进行一轮测试后，若测试点落入错误区，则e =0，否则e =q。因此，随机测试至少发现一个错误的概率和未能发现错误的概率分别为：
P{e =0}=1-（1-q）（1）
P{e =q}=（1-q）（2）
由（1）式和（2）式可得的期望值E{e}为：
E{e}=0×（1-（1-q））+q（1-q）
=q（1-q）（3）
对于划分测试，测试向量对DUV进行一轮测试后，若测试点落入错误区，则e =0，否则e =q。因此，划分测试至少发现一个错误的概率P{e =0}和未能发现错误的概率P{e =q}分别为：
P{e =0}=1-（1-r） （4）
P{e =q}=（1-r） （5）
由（4）式和（5）式可得e的期望值E{e}为：
E{e}=0×（1-（1-r））
+q×（1-r）=q×（1-r） （6）
若错误区F包含某个或几个子域Di ,Di +1,...,Di +j，则ri =ri +1=...=ri +j，由（1）式和（4）式得P{e =0}=1>P{e =0}，由（3）式和（6）式得E{e}=0 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 P{e =0}=1-（1-） （7）
E{e}=q（1-）（8）
当操作剖面的峰值落入错误区时，有q>，则：
（1-）>（1-q） （9）
由（1）式和（7）式得P{e =0}>P{e =0}，由（3）式和（8）式得E{e}（1-q） （10）
由（1）式和（4）式得P{e =0}>P{e =0}，由（3）式和（6）式得E{e}P{e =0}，由（13）式和（16）式得E{e}=0P{e =0} ，由（13）式和（16）式，E{e}=q×A、E{e}=q×B，得E{e} 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文