为什么需要专职验证人员:设计自身很难预防bug的产生

RTL bug很大一部分原因是设计没有理解和预见到芯片的需求和使用场景,以及验证没有测试到相应的状态空间。

bug是不可避免的,需要设计和验证一起尽可能地把bug排除在芯片开发周期之外。

其中涉及到bug的预防和bug的检测。本文主要讨论芯片的bug预防。

bug预防

bug预防技术一般是从设计角度来说的,包括设计规范,代码 review,lint检查,单元测试。所有的这些bug预防技术都有些根本的问题或者需要注意的地方:

问题1:“设计一般是同一个模块的糟糕验证

让设计寻找自己代码中的bug,这种方法的有效性很值得怀疑。因为设计是从功能实现的角度出发,所以他们必然会有盲点。这就是为什么绝大多数公司都会聘用不同的人来验证电路,其实就是要求验证人员从不同于设计的视角来验证芯片,这样的验证过程不会带有开发人员的固有成见。而且验证人员拥有的那种“如何才能攻破这个功能”的态度和设计那种“如何才能实现这个功能”的态度是相辅相成、缺一不可的。

这不是说设计自身不需要做任何验证。一个简单的验证也是一个设计人员的任务。即使这样,我们还需要第二双眼睛来检查一些corner case。

问题 2:“处于静止状态的芯片”

类似代码lint的技术不要求实际运行芯片,也就是说它们分析的是处于静止状态的芯片。如果芯片不在真实运行环境中运行起来,很多bug不会被触发,这些bug仍然隐藏得很深。

问题3:“缺乏数据”

芯片需要接收输入,才能覆盖芯片中的各个代码路径(状态空间)。具体执行的是哪些代码路径由芯片输入、当前芯片的内部状态共同决定的。

往往会出现这样的情况:芯片运行一段时间后,当数据量积累到一定程度,芯片出现故障了。这是因为设计时的验证一般要求在短时间内必须完成,所以设计自己做的验证往往不能覆盖这样的情况。

未来也许会出现一些工具或技术,设计凭借它们可以写出无bug的代码。当然这里说的更多是狭义上的bug,例如,使用lint工具检查latch、cdc问题,很大程度上消除这方面的芯片bug。

如果高效地利用这些工具,芯片验证所需要的工作量就会相应减少很多。目前,我们仍然需要在验证中使用不同于设计视角的“第二双眼睛”,在仿真环境中运行芯片以及使用大量接近真实数据的验证输入数据。

谁能提供前面所说的“第二双眼睛”呢?答案就是芯片验证人员。芯片验证人员可以熟练使用各种验证技术来检测芯片bug,并将其上报,这样bug才能被修复。

验证是一个动态的过程,它包括在不同的环境中运行芯片,使用合理的验证数据,并在较短的验证周期内尽可能多地尝试不同的输入值。这就是芯片验证人员可以施展身手的地方。

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