Analysis of the influence of using parameter domains on ramdom-stimulation-based functional verification efficiency.

Uma das maiores restrições que existe atualmente no fluxo de projeto de CIs é a necessidade de um ciclo menor de desenvolvimento. Devido às grandes dimensões dos sistemas atuais, é muito provável encontrar no projeto de blocos IP, erros ou bugs originados na passagem de uma dada especificação inicial para seus correspondentes modelos de descrição de hardware. Isto faz com que seja necessário verificar tais modelos para garantir aplicações cem por cento funcionais. Uma das técnicas de verificação que tem adquirido bastante popularidade recentemente é a verificação funcional, uma vez que é uma alternativa que ajuda a manter baixos custos de validação dos modelos HDL ao longo do projeto completo do circuito. Na verificação funcional, que está baseada em ambientes de simulação, a funcionalidade completa (ou relevante) do modelo é explorada, aplicando-se casos de teste, um após o outro. Isto permite examinar o modelo em todas as seqüências e combinações de entradas desejadas. Na verificação funcional, existe a possibilidade de simular o modelo estimulando-o com casos de teste aleatórios, o qual ajuda a cobrir um amplo número de estados. Para facilitar a aplicação de estímulos em simulação de circuitos, é comum que espaços definidos por parâmetros de entrada sejam limitados em sua abrangência e agrupados de tal forma que subespaços sejam formados. No desenvolvimento de testbenches, os geradores de estímulos aleatórios podem ser criados de forma a conter subespaços que se sobrepõem (resultando em estímulos redundantes) ou subespaços que contenham condições que não sejam de interesse (resultando em estímulos inválidos). É possível eliminar ou diminuir, os casos de teste redundantes e inválidos através da aplicação de metodologias de modificação do espaço de estímulos de entrada, e assim, diminuir o tempo requerido para completar a simulação de modelos HDL. No presente trabalho, é realizada uma análise da aplicação da técnica de organização do espaço de entrada através de domínios de parâmetros do IP, e uma metodologia é desenvolvida para tal, incluindo-se, aí, uma ferramenta de codificação automática de geradores de estímulos aleatórios em linguagem SyatemC: o GET_PRG. Resultados com a aplicação da metodologia é comparada a casos de aplicação de estímulos aleatórios gerados a partir de um espaço de estímulos de entrada sem modificações.Como esperado, o número de casos de teste redundantes e inválidos aplicados aos testbenches foi sempre maior para o caso de estimulação aleatória a partir do espaço de estímulos de entrada completo com um tempo de execução mais longo.One of the strongest restrictions that exist throughout ICs design flow is the need for shorter development cycles. This, along with the constant demand for more functionalities, has been the main cause for the appearance of the so-called System-on-Chip (SOC) architectures, consisting of systems that contain dozens of reusable hardware blocks (Intellectual Properties, or IPs). The increasing complexity makes it necessary to thoroughly verify such models in order to guarantee 100% functional applications. Among the current verification techniques, functional verification has received important attention, since it represents an alternative that keeps HDL validation costs low throughout the circuits design cycle. Functional verification is based in testbenches, and it works by exploring the whole (or relevant) models functionality, applying test cases in a sequential fashion. This allows the testing of the model in all desired input sequences and combinations. There are different techniques concerning testbench design, being the random stimulation an important approach, by which a huge number of test cases can be automatically created. In order to ease the stimuli application in circuit simulation, it is common to limit the range of the space defined by input parameters and to group such restricted parameters in sub-spaces. In testbench development, it may occur the creation of random stimuli generators containing overlapping sub-spaces (resulting in redundant stimuli) or sub-spaces containing conditions of no interest (resulting in invalid stimuli). It is possible to eliminate, or at least reduce redundant and invalid test cases by modifying the input stimuli space, thus, diminishing the time required to complete the HDL models simulation. In this work, the application of a technique aimed to organize the input stimuli space, by means of IP parameter domains, is analyzed. A verification methodology based on that is developed, including a tool for automatic coding of random stimuli generators using SystemC: GET_PRG. Results on applying such a methodology are compared to cases where test vectors from the complete verification space are generated. As expected, the number of redundant test cases applied to the testbenches was always greater for the case of random stimulation on the whole (unreduced, unorganized) input stimuli space, with a larger testbench execution time