具有结构化模型的集成电路设计验证方法 技术领域 本发明涉及大规模数字集成电路设计与验证领域，尤其涉及一种具有结构化模型的集成电路设计验证方法。具体的说，本发明涉及一种数字集成电路设计结构化资源分析、记录、检查、提取，并映射到结构化验证环境的功能验证方法。
背景技术 随着集成电路技术的发展，电路设计的规模越来越大，功能越来越复杂。保证芯片设计按照预想的功能正常工作，已经成为集成电路发展的一个瓶颈。随着设计的复杂度不断提高，芯片功能验证需要的时间和资源也在不断的增加。上市时间是一个芯片能否取得商业成功的关键因素。因此芯片设计的竞争力很大程度上都体现在验证的效率和质量上。
现有技术中IC芯片设计的一般流程如图1中的实线部分所示，首先，从需求书/设计规格书的分析开始，然后划分模块并分配任务，接着分析测点，然后就是搭建(编写)验证环境，进行仿真验证，最后是回归测试。在仿真测试和回归测试的过程中，得到测点覆盖率的统计，会反馈到测点的分析过程中，直到覆盖率达到规定的项目信心度为止。
目前需求书/设计规格书和测点的分析还没有统一的方法，都是基于验证工程师自己对设计的理解。分析的过程很困难，而分析的结果在项目后续的发展中很难用得上，特别是验证环境的搭建难度大，验证环境部件不能重复使用造成了资源的浪费。而且由于分析的结果因人而异，显得很零散，不完整。
进一步的，模块划分后，项目的进展就开始发散，如何保证划分的模块最后能整合在一起，无缝连接，目前还没有一个很好的方法，对项目风险来讲，在项目后期由于模块整合消耗的资源会影响信心度。
从资源的角度分析这个现有技术中IC芯片的一般设计流程，整个流程最终得到的资源如图2所示，在测试平台上包括：项目管理资源(schedule resource)201，设计规格书/需求书(specification/requirement)202，以及项目管理资源和设计规格书/需求书两者之间的关联资源203。Schedule resource 201包括一些项目管理的信息，比如测点、优先级、测点覆盖状态等一些结论性的、本专业一般工程师都理解的资源。
对项目工程而言，现有技术中的IC芯片设计流程有三个方面的问题：
1.在项目开始阶段不能有效衡量风险，要直到测点分析完成后才知道项目风险。风险评估的时间有点晚，对整个项目的完成是非常危险的。
2.验证环境不灵活。如果想产生新的测试用例进行测试，以提高信心度，就需要修改验证环境，成本很高。因为测试用例只能适应于当前验证环境，项目的信心度在验证环境搭建完成后很难再有提高。
3.搭建验证环境成本太高。由于设计的复杂性导致搭建验证环境非常耗费时间，同时占用大部分的资源。搭建验证环境成为功能验证的重点和难点，和以覆盖率为目标的功能验证相矛盾。我们都知道覆盖率是功能验证的主要目标。
为了提高编写验证环境的效率，目前数字IC设计验证发展了很多的高级验证方法，比如AVM(高级验证方法学Advanced Verification Methodology)，OVM(开放的验证方法学Open Verification Methodology)，VMM(验证方法学Verification Methodology Manual)等。这些高级验证方法采用面向对象的技术，把一些常用的验证环境组件做成基本的类。把这些类做成库，然后集成在仿真工具中，比如modelsim、vcs等业界常用的仿真工具。通过类的例化和继承，实现验证部件的复用和层次化。这些高级验证方法能够帮助验证工程师更方便的搭建验证平台，提供更加完善的测试激励。但这些方法都存在一个问题，那就是这些验证方法只是提供构成验证环境组件的基本类，现实组件的实质内容还需要验证工程师自己手动搭建。验证方法只是在搭建验证平台上提供便利，对验证团队内部以及验证团队和设计团队之间的思路交流没有提供一个有效的平台，因为这些方法学只是在软件语言上的一个抽象和提高，还是停留在可运行的代码层次。在思路分析层次，它们显得很无助和无奈。
有些EDA公司提供了一些管理项目风险的工具，比如Synopsys公司的VCS工具提供了一个叫VMM planner的项目管理工具。这种工具可以对测点和项目的进展情况(测点完成情况)进行统计，进而来管理和评估项目的风险和上市时间。但这类工具也仅仅就是一个统计工具。它提供了这样一个管理的功能，并没有一个机制保证测点的完整性，也没有提供如何分析得到统计信息的方法。
验证自动化是指验证平台自动搭建，虽然EDA公司提供的工具可以做到提供验证方法学的代码框架，但这和具体的设计要搭建的环境是有很大的差别的。目前IC功能验证的自动化程度不高，还没有一个从分析设计完成后就能映射出对应验证环境的方法。验证自动化能提高验证的效率，节省很多重复性的工作，使得验证工程师只要专注去分析设计，得到完整的测点，而不用花大量的精力去搭建验证平台。如何从分析设计到自动映射出验证平台，这是本专利要解决的问题。
发明内容 本发明的目的在于提供一种具有结构化模型的集成电路设计验证方法，在项目早期就能对功能测点进行全面完整的分析，提高功能验证的自动化程度，管理好项目风险。
本发明公开了一种具有结构化模型的集成电路设计验证方法，包括如下步骤：
第一步，把多份对设计规格书/需求书分别进行独立结构化分析得到的结构化资源记录使用海图覆盖模型的方法整合，获得覆盖所述设计规格书/需求书的完整结构化资源；
第二步，检查所述完整结构化资源，并删除其中重复的部分；同时还利用测点状态统计模型检查所有测点对应的测试激励能否产生，如果不能够产生，则提供覆盖测试方案；
第三步，对所述完整结构化资源进行资源提取映射计算，产生结构化的验证平台，所述验证平台进行验证。
本发明公开的所述的验证方法，还包括如下从属技术特征：
在所述第一步中分别记录所述结构化资源记录和所述完整结构化资源中的敏感资源和关系资源；并且分别记录所述敏感资源中的输入敏感资源、输出敏感资源和中间变量敏感资源。
在所述第一步中还分别记录所述敏感资源中的信号级敏感资源、事务级敏感资源和结构化资源级敏感资源。
在所述第一步中记录所述完整结构化资源中的敏感资源和关系资源的方法是建立结构化资源库：建立包括项目管理资源、技术规格书/需求书的索引和结构化分析资源的名称、优先级、检查记录以及覆盖状态的表格；以及分别建立与每一个所述结构化分析资源的名称对应的包括所述敏感资源和关系资源的表格。
在所述第二步中还利用连接性模型将所述结构化资源库中所有的结构化资源进行敏感资源的连接并进行记录组成一个系统架构图，报告并修复不能连接的敏感资源。
在所述第二步中通过对所述敏感资源中的信号级敏感资源、事务级敏感资源和结构化资源级敏感资源进行二维的关系分析，得到所述关系资源。
在所述第二步中，还形成报告文件，用于记录不能连接的结构化资源及其相应的敏感资源，连接成功的结构化资源，和被重复记录的结构化资源；并将所述报告文件反馈到所述结构化资源库，用于修改和完善所述结构化资源库。
所述第三步中对所述完整结构化资源进行的资源提取映射计算包括：首先把所述结构化资源库中的信息提取出来，再映射到结构化验证环境组件。
本发明公开的一种具有结构化模型的集成电路设计验证方法中，对设计规格书/需求书(Specification/requirement)的功能点进行结构化分析，把分析得到的资源记录下来，对记录下来的资源进行有效的检查，使得记录的资源是完整正确的。本发明利用连接性模型来检查结构化资源的连接性，检查是否重复记录。它把所有的结构化资源进行敏感资源的连接，组成一个系统架构图，保证所有记录的结构化资源都在系统结构化框架图上，而且连接正确，这样就能保证在项目发散后有一个收敛的过程。根据最终记录的资源，利用资源提取和映射算法产生结构化的验证环境的组件。在思路级把测点和功能点梳理清晰，能很好的管理项目风险，缩短搭建验证环境的时间，使项目平稳收敛的发展。
【附图说明】
图1为本发明相关的IC芯片设计的一般步骤流程图。
图2为现有IC芯片设计流程中获得的资源的示意图。
图3为本发明的IC芯片设计流程中获得的资源的示意图。
图4为本发明的结构化思路分析模型示意图。
图5为本发明的结构化资源整合方式示意图。
图6为本发明的结构化模型验证方法流程图。
图7为本发明的一个实施例中结构化资源的类型的二维分析示意图。
图8为本发明的结构化资源的检查流程示意图。
图9为本发明的测点状态统计模型示意图。
图10为本发明的结构化资源的提取和映射流程示意图。
具体实施方式 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示是本发明IC芯片设计的一般步骤流程图，就是在现有技术的一般步骤中，在分析测点和搭建验证环境的步骤之间增加结构化思路分析的步骤。(1)
这里的结构化思路分析主要是利用结构化思路分析模型，对设计规格书/需求书(specification/requirement)进行结构化分析，并把分析得到的结构化资源记录下来，再利用海图方法覆盖模型，使记录的结构化资源逐渐逼近并覆盖设计规格书。本发明方法还检查分析得到的资源，以确保结构化的资源(structuredchecklist)能够连接，还要保证记录的资源没有重复。分析得到的完整正确的资源，再通过资源提取映射算法，产生结构化的验证平台。(2)
如图3所示为本发明的IC芯片设计流程中获得的资源的示意图，在测试平台上，不仅包括项目管理资源(schedule resource)和设计规格书/需求书(specification/requirement)，还包括结构化资源(structured checklist resource)，以及上述三者之间的关联资源；图中301是项目管理资源和结构化资源的关联资源，302是项目管理资源和设计规格书/需求书的关联资源，303是设计规格书/需求书和结构化分析资源的关联资源。(3)
项目管理资源、技术规格书/需求书和结构化分析资源的关联都是结构化资源的名称(structured checklist id)。(4)
本发明的结构化思路分析模型，是一种数学关系模型。结构化的资源包括敏感资源(输入敏感资源、输出敏感资源、中间变量敏感资源)和关系资源。其中关系资源的敏感列表就是敏感资源。所述的关系就是输入敏感资源和中间变量敏感资源如何影响输出敏感资源和中间变量敏感资源。这是一种非常简单数学关系模型。同时也是非常实用和严谨的关系模型。(5)
如图4所示是本发明的结构化思路分析模型示意图，作为本发明的一个实施例，项目管理资源(schedule resource)、技术规格书/需求书(specification/requirement)和结构化分析资源(structured checklist resource)这三种资源的记录是利用一个关联的表格来实施的。参考图4中的表格1和表格2，表格1的列属性是项目管理资源、技术规格书/需求书的索引和结构化分析资源的名称、优先级、检查记录和覆盖状态等信息。表格2是每个结构化分析资源的具体信息。两个表格用结构化资源的名称来关联。结构化资源的名称是结构化资源的唯一标识。每个结构化资源的名称对应一个表格2，表中包括对该名称所对应的结构化资源的输入敏感资源、输出敏感资源、中间敏感资源和关系的分别描述。(6)
所述的海图方法覆盖模型是一种逼近模型。其主要思想是根据多个船队出海的实际经验，由他们各自画出的航海图组合在一起，构成一张近似接近实际的海洋实际情况的海图。卫星图像也是通过这种办法对一个区域形成清晰的图像。要形成清晰的图像，需要很多张卫星拍摄的图片进行覆盖整合才能得到。本发明方法利用这种海图模型的逼近思想，对记录的结构化资源进行不断调整，保证记录的结构化资源逼近设计，最终得到完整的结构化资源，达到项目规定的信心度。(7)
如图5所示为本发明的结构化资源整合示意图，图中每种颜色代表一份记录的结构化资源。根据多份记录的结构化资源，连接在一起，逼近并覆盖设计。图5中501，502，503分别代表一份结构化资源，504是代表图5中的云形图，表示一个设计包括的资源。一份结构化资源可以是一个工程师独立记录的，这样多个工程师记录的结构化资源，整合在一起就逐渐逼近整体设计了。一份结构化资源也可以是一个工程师对自己负责的模块在不同阶段记录的结构化资源，不同阶段的结构化资源整合在一起，逐渐逼近负责模块的设计了。(8)
如图6所示是本发明的结构化模型验证方法流程图，图中601是结构化资源分析，602是结构化资源检查，603是资源映射，604是设计规格书/需求书，605是结构化资源，606是资源检查模型，607是结构化的验证环境。如图6所示，首先对设计规格书/需求书604做结构化分析601，获得结构化资源605，再对结构化资源605进行结构化资源检查602得到资源检查模型606，对结构化资源605进行资源映射603得到结构化的验证环境607。以下分别详细描述各个步骤：(9)
1.结构化分析601
对设计规格书/需求书(specification/requirement)604的功能点利用结构化思路分析模型进行结构化分析，得到结构化资源605，结构化资源605按照图4中的关联表格来记录。通过对结构化资源605的分析，可以把一些反馈信息传递给设计规格书/需求书(specification/requirement)604，这个过程反复循环几次，让结构化资源605和设计规格书/需求书(specification/requirement)(604)在信息量上达到完整一致。(10)
2.结构化资源检查602
检查步骤是根据资源检查模型606来检查结构化资源605能否连接上，是否完整正确。资源检查模型606的验证模型主要包括两个部分：连接性模型和测点状态统计模型。在图1所示的现有技术中的一般流程中，模块划分和任务分配后，项目发展呈发散态势，如何收敛，是项目风险评估和信心度提高都非常重视的问题。而本发明利用连接性模型来检查结构化资源的连接性，检查是否重复记录。它把所有的结构化资源进行敏感资源的连接，组成一个系统架构图，保证所有记录的结构化资源都在系统结构化框架图上，而且连接正确，这样就能保证在项目发散后有一个收敛的过程。测点状态统计模型是检查所有的测点的状态，是覆盖到了还是没有覆盖到。这里说的覆盖是指能构造相应的测试用例。同时可以根据测点的优先级，提供一个未覆盖测点的测试方案。(11)
3.资源映射603
这里资源映射的步骤主要是把记录的完整正确的结构化资源605，利用资源提取映射算法，产生结构化的验证环境607。(12)
本发明方法指导项目从代码级功能验证转变到思路级功能验证。主要是通过结构化的思路分析模型来分析设计规格书/需求书(specification/requirement)，记录分析得到的结构化资源(structured checklist)，同时检查结构化资源的完整性和正确性，利用最终完整正确的结构化资源，产生结构化的验证环境。(13)
下面描述本发明的具体实施方案：
设计规格书/需求的分析
利用结构化的思路分析模型分析设计规格书/需求书，记录相应的结构化资源。根据结构化思路分析模型的结构和结构化资源的需求，把获得的敏感资源分为三个层级，信号级、事务级、结构化资源级。如图7所示是本发明的结构化分析与分析得到的结构化资源的关系示意图。这是结构化资源的类型的一个二维分析。从三种敏感资源出发，两两之间的关系就是我们需要的关系资源。结构化资源包括关系资源和对应相关的敏感资源。
信号级敏感资源是一些信号，例如控制信号。
事务级敏感资源是一些完整的事务。事务是一个基本的概念，指的是从开始事件到结束事件中间的过程。作为本专业人员，对事务是很清楚的。
结构化资源级敏感资源是一些已经分析好的结构化资源。这是已经分析好的结构化资源的结构化复用。
这三个层次的敏感资源之间进行结构化思路分析，就能得到相应类型的结构化资源。分析的模型就是图4中的表格2所示的结构化思路分析模型。
对结构化资源的记录，本发明方法的发明内容中提供了一种方案，如图4，这是一种表格记录模型，在这个模型中，把项目管理上的资源和结构化资源关联在一起。
结构化资源的检查
结构化资源的检查是保证分析记录的结构化资源之间的连接性，同时保证结构化资源没有重复记录。如图8所示是本发明的结构化资源的检查流程示意图，检查流程中主要包括连接性模型802、结构化资源库801、结构化框架图803、报告文件系统804。
结构化资源库801是用来存储所有分析得到的结构化资源。
连接性模型802是根据结构化资源的敏感资源，将所有的结构化资源进行敏感资源的连接，检查不能连接上的敏感资源，确保所有的敏感资源都有出处和去处，保证分析得到的结构化资源在数学上保持一致性和完整性。
结构化框架图803是根据连接性模型，把所有结构性资源连接后形成的系统框架图。在系统框架图上更加直观的分析和检查结构化资源的完整性和正确性，在项目过程中也是一个收敛的过程。让所有的结构化资源都收敛到系统结构化框架图803上。对不能收敛的结构化资源进行敏感资源检查，将这些信息反馈到结构化资源库，对其中的结构化资源进行完善和修正。
报告文件系统804是将连接性模型检查结构化资源的结果，形成报告文件，文件反映的是连接不上的结构化资源及其相应的敏感资源，连接成功的结构化资源，重复记录的结构化资源等信息，并将这些信息反馈到结构化资源库，对其中连接不上和重复记录的结构化资源进行完善和修改。
测点状态统计模型
测点状态统计模型是对测点的覆盖率进行统计，对未覆盖的测点提供覆盖测试方案。这里的测点覆盖率统计指的不是经过EDA仿真工具后的代码覆盖率的统计，而是指与测点对应的测试激励能否产生的统计。如果能够产生测试激励，那么本发明方法就认为相应测点覆盖到了。这是一个预仿真模型。
如图9所示是本发明的测点状态统计模型示意图，包括如下几个部分：项目进程管理关联资源库901、测点状态统计模型902、和统计文件系统，统计文件系统又包括统计文件系统的测试管理信息903，和统计文件系统的统计结果信息904。
项目进程管理关联资源库901是指项目管理资源(schedule resource)、技术规格书/需求书(specification/requirement)和结构化资源(structured checklistresource)经过结构化分析相互关联后形成的资源。
测点状态统计模型902是对项目进程管理关联资源库中的资源进行统计。把测点的覆盖状态、对应的结构化资源和技术规格书/需求关联起来统计。也就是把每个测点的覆盖状态统计同时把与测点相对应的结构化资源和技术规格书/需求统计出来。把与每个结构化资源相对应的测点的状态进行统计。对未覆盖的测点，根据测点优先级，进行测试管理。
统计文件系统是根据测点状态统计模型，把统计出来的结果形成的文件系统。统计文件系统主要包括两大类信息，一类是统计结果信息904，一类是测试管理信息903。统计结果信息904主要包括测点的覆盖状态与对应的结构化资源，结构化资源与对应的测点的覆盖状态。测试管理信息903主要包括未覆盖的测点测试管理方案和与测点对应的结构化资源。
结构化资源的提取和映射
本过程是根据分析记录的完整结构化资源，采用资源提取和映射算法，把有效信息提取出来，并映射到验证环境组件，形成验证验证环境。
如图10所示是本发明的结构化资源的提取和映射流程示意图，包括如下几个部分：完整结构化资源库1001，资源提取和映射算法模型1002，和结构化验证环境1003。
完整结构化资源库1001指的是经过前面几个步骤后，得到的覆盖了设计的完整结构化资源。
资源提取和映射算法模型1002是根据结构化资源的信息，把测点、数据、关系资源等信息提取出来，映射到结合结构化验证环境组件。
结构化验证环境1003是基于事务的验证环境，主要包括覆盖率、参考模型、事务产生器、事务驱动器、断言、随机等验证环境组件。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制约束，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上所述，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
尽管本专利提供的验证方法是IC验证方法，它同样也适用于其他领域的验证测试，比如软件测试。