在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中，“簽核”通常被視為一個(gè)里程碑。但實(shí)際上，這涵蓋了多個(gè)具有特定目標(biāo)的獨(dú)立驗(yàn)證階段。

功能簽核和RTL簽核就是其中的兩個(gè)環(huán)節(jié)，二者各自側(cè)重于正確性的不同方面，缺一不可。功能簽核主要驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否按預(yù)期運(yùn)行，而RTL簽核則側(cè)重于寄存器傳輸級(jí)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是否合理，能否為后續(xù)的綜合和物理實(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備。

目前，IP模塊持續(xù)增多、多個(gè)異步時(shí)鐘域并存，電源管理方案也愈加嚴(yán)苛，這讓片上系統(tǒng)（SoC）的復(fù)雜性不斷增加，與此同時(shí)，這些簽核階段也變得越來(lái)越專(zhuān)業(yè)化。驗(yàn)證流程必須確認(rèn)設(shè)計(jì)的意圖和完整性，才能邁入下一階段。然而，功能層級(jí)與RTL層級(jí)“完成標(biāo)準(zhǔn)”的界限并不總是清晰，這個(gè)問(wèn)題在覆蓋范圍、功耗設(shè)計(jì)意圖和時(shí)序就緒性方面存在重疊時(shí)尤為突出。

值得慶幸的是，新思科技提供了一套完整的工具，為RTL和功能簽核帶來(lái)了結(jié)構(gòu)化與智能化的雙重保障。

什么是功能簽核？

功能簽核旨在確認(rèn)設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能特性。該驗(yàn)證在RTL抽象層執(zhí)行，此時(shí)設(shè)計(jì)通常仍然以Verilog或VHDL等源代碼表示，尚未進(jìn)行任何綜合或布局轉(zhuǎn)換。其目標(biāo)是驗(yàn)證RTL是否在所有定義的應(yīng)用場(chǎng)景、運(yùn)行模式和邊界條件下滿足設(shè)計(jì)規(guī)格，而暫不考慮后續(xù)物理實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。

此階段通常涉及仿真和形式化分析。開(kāi)發(fā)者常使用基于通用驗(yàn)證方法（UVM）的測(cè)試平臺(tái)來(lái)施加激勵(lì)并檢查預(yù)期響應(yīng)。他們通過(guò)覆蓋組和斷言來(lái)定義功能覆蓋率，以此衡量在仿真期間是否發(fā)生了重要事件和行為。代碼覆蓋率則作為補(bǔ)充指標(biāo)，用于跟蹤是否RTL的所有部分都已執(zhí)行。

雖然代碼覆蓋率相對(duì)容易達(dá)到高值，但功能覆蓋率仍更具主觀性，具體取決于規(guī)格的質(zhì)量和驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)對(duì)實(shí)際場(chǎng)景的預(yù)測(cè)能力。即使覆蓋率指標(biāo)顯示已達(dá)100%，開(kāi)發(fā)者仍常懷疑測(cè)試是否涵蓋了關(guān)鍵部分。這種不確定性導(dǎo)致在流片后仍需持續(xù)開(kāi)展驗(yàn)證工作。

為了消除這種不確定性，我們?cè)赩SO.ai解決方案中引入AI驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，該解決方案和新思科技業(yè)界領(lǐng)先的VCS功能驗(yàn)證解決方案集成，能夠識(shí)別未測(cè)試行為、生成針對(duì)性輸入并簡(jiǎn)化測(cè)試用例選擇。VSO.ai不僅能提高覆蓋結(jié)果，還增強(qiáng)了用戶對(duì)驗(yàn)證全面性和有效性的信心。

什么是RTL簽核？

相比于行為，RTL簽核更側(cè)重于結(jié)構(gòu)正確性。它可用于確認(rèn)RTL代碼是否已實(shí)施就緒，且不存在可能影響綜合、時(shí)序或物理集成的問(wèn)題。

RTL簽核期間執(zhí)行的重要檢查包括跨時(shí)鐘域（CDC）、跨復(fù)位域（RDC）、Lint檢查和低功耗設(shè)計(jì)意圖驗(yàn)證。這些分析旨在發(fā)現(xiàn)諸如跨獨(dú)立時(shí)鐘域的信號(hào)不同步、復(fù)位邏輯不完整或違反命名慣例和設(shè)計(jì)規(guī)則等風(fēng)險(xiǎn)。借助新思科技VC SpyGlass和新思科技VC Formal等工具，我們能夠在流程早期識(shí)別這些問(wèn)題，以免它們?cè)陂T(mén)級(jí)或布局層級(jí)成為缺陷。

功耗感知驗(yàn)證同樣是RTL簽核的核心原則。開(kāi)發(fā)者需要確認(rèn)是否已借助統(tǒng)一功耗格式（UPF）等技術(shù)正確定義和集成隔離單元、電壓轉(zhuǎn)換器和保留策略。這些結(jié)構(gòu)在純RTL層級(jí)通常是不可見(jiàn)的，因此需要通過(guò)綜合或靜態(tài)分析才能揭示它們?cè)趯?shí)際情境中的行為。

RTL和功能簽核的交集

雖然功能和RTL簽核用途不同，但二者緊密相連。一個(gè)用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)行為，另一個(gè)則用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)可行性。

兩者都是設(shè)計(jì)收斂的必要條件，且能互相揭示另一種方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

二者在時(shí)間上常常并行推進(jìn)，但所要解答的問(wèn)題卻有著本質(zhì)區(qū)別。

一個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題可能會(huì)影響另一個(gè)領(lǐng)域。

例如，在RTL簽核過(guò)程中發(fā)現(xiàn)同步器缺失，這可能會(huì)導(dǎo)致間歇性故障，而這類(lèi)問(wèn)題單純依靠功能覆蓋率指標(biāo)難以捕捉。同樣地，功能簽核中如果存在未經(jīng)測(cè)試的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即使通過(guò)了結(jié)構(gòu)檢查，也可能導(dǎo)致芯片故障。

將這兩個(gè)簽核階段視為既相互獨(dú)立又協(xié)同配合的過(guò)程，有助于避免盲目樂(lè)觀，幫助團(tuán)隊(duì)選擇合適的工具和技術(shù)解決正確的問(wèn)題。仿真和測(cè)試平臺(tái)更適合探索應(yīng)用場(chǎng)景和邏輯條件，而靜態(tài)分析則更擅于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則違例或同步器缺失。

對(duì)于這兩個(gè)階段，新思科技Verdi可以作為通用調(diào)試平臺(tái)，幫助開(kāi)發(fā)者查看、分析和識(shí)別故障與覆蓋率缺口的根本原因。

現(xiàn)代簽核中的AI應(yīng)用

隨著驗(yàn)證復(fù)雜性不斷增加，完成簽核所需的工作量也與日俱增。傳統(tǒng)驗(yàn)證流程中，工程師往往需要耗費(fèi)數(shù)周時(shí)間疲于捕捉那些難以復(fù)現(xiàn)的極端案例，或是反復(fù)調(diào)試測(cè)試輸入序列。如今，AI技術(shù)正在重塑這一現(xiàn)狀。

VSO.ai解決了功能簽核中最棘手的問(wèn)題之一，即如何實(shí)現(xiàn)重要的覆蓋率目標(biāo)。區(qū)別于單純依賴隨機(jī)測(cè)試生成或人工調(diào)整的技術(shù)，該方案?jìng)?cè)重于分析仿真數(shù)據(jù)、識(shí)別缺口并自主生成更有可能觸發(fā)未測(cè)試行為的輸入條件。這些功能顯著降低了人工干預(yù)強(qiáng)度，大幅縮短了有效覆蓋率目標(biāo)的達(dá)成周期。

我們最新一代Verdi平臺(tái)還借助AI技術(shù)增強(qiáng)了故障分類(lèi)和根本原因分析，大幅提升了工作效率。

AI有助于提高覆蓋率本身的質(zhì)量，同時(shí)不可達(dá)性分析（VC Formal的一項(xiàng)關(guān)鍵功能）有助于確定RTL中永遠(yuǎn)不會(huì)被執(zhí)行的部分。這使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)o(wú)用代碼排除在覆蓋率目標(biāo)之外，避免在那些對(duì)功能可信度沒(méi)有幫助的目標(biāo)上浪費(fèi)時(shí)間。

展望未來(lái)，智能體AI將帶來(lái)更大潛力。通過(guò)將自然語(yǔ)言描述的設(shè)計(jì)規(guī)范轉(zhuǎn)化為形式化斷言，開(kāi)發(fā)者團(tuán)隊(duì)將能更快、更準(zhǔn)確地定義功能覆蓋率。

構(gòu)建完整的驗(yàn)證信心體系

功能簽核和RTL簽核代表著同一驗(yàn)證工作這枚硬幣的兩面，一面確認(rèn)設(shè)計(jì)的行為符合預(yù)期，而另一面則確認(rèn)構(gòu)建方式足以支持可靠的實(shí)現(xiàn)。

兩者同等重要，無(wú)法相互替代。在如今SoC日益異構(gòu)化且對(duì)功耗極為敏感的背景下，忽視任何一個(gè)簽核里程碑都將引入風(fēng)險(xiǎn)，且這種風(fēng)險(xiǎn)難以通過(guò)硅后調(diào)試徹底修復(fù)。