数字验证学习笔记——SystemVerilog芯片验证23 ——数据采样

一、数据采样

• 当你coverpoint指定采样一个变量或表达式时，SV会创建很多“仓（bin）”来记录每个数值被捕捉到的次数。
• 这些bin是衡量功能覆盖率的基本单位。
• covergroup中可以定义多个coverpoint，coverpoint中可以自定义多个cover bin或者SV帮助自动定义多个cover bin。
• 每次covergroup采样，SV都会在一个或者多个cover bin中留下标记，用来记录采样时变量的数值和匹配的cover bin。
• 在仿真之后，可以使用分析工具读取这些数据库来生成覆盖率报告，包含了各部分和总体的覆盖率。

1.1 coverpoint和bin

• 为了计算一个coverpoint上的覆盖率，首先需要确定可能数值的个数，这也被称为域。
• 覆盖率就是采样值的数目除以bin的数目。例如一个3比特变量的域是0:7，正常情况下会自动分配8个bin。如果仿真过程中有7个值被采样到，那么最终该coverpoint的覆盖率是7/8。
• 所有的coverpoint的覆盖率最终构成一个covergroup的覆盖率。
• 所有的covergroup的覆盖率构成了整体的功能覆盖率。

1.2 bin的创建和应用

• SV会默认为某个coverpoint创建bin，用户也可以自己定义bin的采样域。
• 如果采样变量的域范围过大而又没有指定bin，那么系统会默认分配64个bin，将值域范围平均分配给这64个bin。
• 用户可以通过covergroup的选项auto_bin_max来指定自动创建bin的最大数目。
• 实际操作中，自动创建bin的方法不实用，建议用户自行定义bin，或者减小auto_bin_max的数值。
  covergroup CovPort；
  options.auto_bin_max=8; //所有coverpoint auto_bin数量=8
  coverpoint tr.port
  { options.auto_bin_max=2; } //特定coverpoint auto_bin数量=8
  endgroup

1.3 命名coverpoint和bin

• 注意coverpoint定义使用{}而不是begin…end。大括号的结尾没有带分号，这和end一样。
  
  Bin：第一列是bin的名称。
  hits：每个bin收集到多少次。
  at least：每个bin至少要收集多少次。
  上面结果的覆盖率是10/11

1.4 条件覆盖率

• 可以使用关键词iff给coverpoint添加条件。
• 这种做法常用于复位期间关闭覆盖以忽略不合理的条件触发。
• 也可以使用start和stop函数来控制covergroup各个独立实例。
  -covergroup CoverPort；
  coverpoint port iff
  （！bus_if.reset）；
  endgroup

initial begin
CoverPort ck=new();
#1ns;
ck.stop();
bus_if.reset =1;
#100ns bus_if.reset =0;
ck.start();
…
end

这里通过ck.sample()采样，只不过省掉了。当满足iff的条件同时ck.sample（）才开始采样。
ck.stop()禁止covergroup，ck.start()使能covergroup。

1.5 翻转覆盖率

-coverpoint 也可以用来记录变量从A值到B值得跳转情况。
还可以确定任何长度得翻转次数。
-covergroup CoverPort；
coverpoint port
{ bins t1=（0 => 1）,（0 => 2）,（0 => 3）;}
endgroup

coverpoint 可以声明多个bin。
coverpoint 可以不声明bin。
coverpoint 可以采样变量值的跳转情况。

1.6 wildcard覆盖率

• 可以创建wildcard来创建多个状态或者翻转。
• 在表达式中，任何X，Z或者**？**都会被当成0或1的通配符。
  
  使用wildcard修饰的bins，其中x、z、？都会被当成0或1的通配符。

1.7 忽略的bin

• 在某些coverpoint可能始终无法得到全部的域值。
• 对于那些不计算功能的域值可以使用ignore_bins来排除，最终它们并不会计入coverpoint的覆盖率。

bit [2:0] low_ports_0_5； // 只使用数值0-5
covergroup CoverPort；
coverpoint low_ports_0_5 {
ignore_bins hi={[6,7]}; // 忽略数值6-7
}
endgroup
忽略数值6，7，系统默认分配6个bins

1.8 非法的bin

• 有些采样值不仅应该被忽略，而且如果出现还应该报错。
• 这些情况可以在测试平台中监测，也可以使用illegal_bins对特定的bin进行标示。
  bit [2:0] low_ports_0_5； // 只使用数值0-5
  covergroup CoverPort；
  coverpoint low_ports_0_5 {
  illegal_bins hi={[6,7]}; // 如果出现6-7便报错
  }
  endgroup

1.9 交叉覆盖率

• coverpoint 是记录单个变量或者表达式的观测值。
• 如果要记录在某一时刻，多个变量之间值的组合情况，需要使用交叉（cross）覆盖率。
• cross语句只允许带coverpoint或者简单得变量词。
  
  kind： 是 coverpoint tr.kind 的名称。
  port： 是 coverpoint tr.port 的名称。

1.10 排除部分cross in

-通过使用ignore_bins、binsof和intersect分别指定coverpoint和值域，这样可以清除很多不关心的cross bin。

假设port是3位，有8个bin
kind是4位，有11个bin，分别是0， 1 2 3 ， 8 ， 9 ， 10 ， 11 ， 12 ， 13 ，14， 15 ， 4 5 6 7
ignore bins hi = binsof（port）intersect {7} ； 排除 port为7 和 kind 的11种组合。
ignore bins md = binsof（port）intersect {0} && binsof（kind）intersect {[9：11]} ； 排除port为0 kind为9：11的 3种组合。
ignore bins lo =binsof（kind.lo），排除8种组合。

最初有8*11种组合。

1.11 精细的交叉覆盖率指定