【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 4 - 第一个 RTL Bug 分析之路 】

1.1 Veloce 验证

本文是基于veloce验证平台进行的，关于veloce的介绍如下：

传统的验证技术中,主要采用两种手段。

• 一种是基于EDA工具(Simulator)的仿真验证。这种验证方式是基于软件平台的,优点是使用方便,便于问题定
  位和调试。但是当被验证的设计的规模变得很大,到达上百万门甚至上千万门的时候,仿真速度将会急剧下降,
  已经不再满足芯片开发时间上的需求。
• 另外一种是基于FPGA(Emulator)的仿真验证。这种验证方式是基于硬件的,优点是速度快,可以进行长时间测
  试向量的测试,还可以测试芯片的一些性能参数。但是FPGA仿真需要事先定制相应的FPGA板,并且由于FPGA
  的规模有限,对于超大规模,尤其是多核的SOC系统,FPGA已经无法胜任
  在传统的芯片系统开发流程中,软件总是在芯片流片回来后才完成开发或者测试的,这将极大的延迟芯片投放市
  场的时间,影响产品的竞争力。

Veloce 硬件加速仿真平台综合了传统的EDA仿真和FPGA仿真的优点,可以实现像EDA工具一样的debug同时
也具备较高的仿真速度。其大容量和通用性成功的解决了千万门级的多核系统的验证问题,同时Veloce 硬件加
速ICE模式可以和JTAG调试工具联合使用,实现软硬件联合仿真和并行开发

1.1.1 问题背景

该问题是在做 SOC-600 DFD 验证trace data 数据通路时遇到的：
使用 ARM Star(cortex-m33 core)的 ITM/ETM feature 输出 trace data 到 SoC 上的 DDR中需要经过以下路径：

• ITM/ETM->Cortem33 ATB Port(8bits)
• ATB Port-> Star Funnel_1 Slave Port
• Star Funnel_1 Master Port -> Star ETF_1 Slave Port
• Star ETF_1 Master Port-> SoC Funnel Slave Port
• SoC Funnel Master Port->SoC ETF Slave Port
• SoC ETF Master Port -> ETR Slave Port
• ETR AXI Master Port -> CATU Slave Port
• CATU AXI Master Port -> CI700 Port

在验证 SoC ETF 数据通路到 ETR 模块的时候发现 SoC ETF Module 上的 atdata_s(input type) 上有数据，但是它的 atdata_m(output type) 上没有数据，ETF atdata_m 用于将数据送给 ETR，所以这个时候数据通路就断了，接下来就是调查分析过程。

ETF 中有三个模式设置：
1）将上一级来的数据存放在circular buffer中；
2）将上一级来的数据先存放在circular buffer中，并等待软件来读取(通过APB总线)；
3）将上一级来的数据先存放在circular buffer中，硬件直接将数据通过ATB总线送到下一级

1.1.2 问题分析

1）通过veloce 抓取现场波形，并分析波形；
2）找到 soc etf module的实现，并检查其 atdata_m 的连线：

上图双击之后进入：

• 先查看 clk 信号和 reset_n 信号，其中clk 没有信号，reset_n 信号看起来正确；
• 由上图中的 if ... else... 分支，我们知道抓波形的时候走的是 else 分支，所以需要查看 local_cg_en 和 atb_clken 信号，结果 local_cg_en 信号正常，但是 atb_clken 信号却一直为底，很不正常，从图中可以知道 atb_clken 信号 由 itcrl_ime | ~atvalid_m | atready_m 决定的。 其中 atvalid_m 是 发送端的信号(高有效)， atready_m 是接收端的信号(高有效)。通过波形查到 atvalid_m 确实是为高，但是 atready_m 却为低。
• 继续跟踪 atready_m 信号的连线：
  
• 继续跟踪 atready_s_init 的连线：
  可以看到 atready_s_int 是在另外一个时序逻辑电路中产生的，那就要继续跟踪该逻辑的 clk 和 reset_n 信号，查看波形后发现 clk 和 reset_n 信号都为底，那接下来就需要继续跟踪 reset_n 的接线：
  
  从上图可以看到 reset_n 信号是由 soc_etr_s_wakeup_ARESETn 接入的，然而下图可以看到RTL 中会对 soc_etr_s_wakeup_ARESETn一直接入低电平(赋值为1b0)，所以这就是问题所在。
  
  后面经过和 Design 的确认之后，该问题被修复。

1.1.3 调试小技巧

通过show drivers 可以找到当前信号的上一级接线，也就是谁驱动了它；
通过show receivers 可以找到当前信号的下一级连线，也就是谁接收它的驱动。

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