数模混合芯片的验证

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数模混合芯片的验证

作者：吕珣

来源：《电子技术与软件工程》2016年第15期

摘要数模混合芯片是电子市场上增长最快的部分之一。随着芯片的规模越来越大，整个芯片的验证难度增加，导致验证的不完整性和覆盖率的不确定性。在小规模的芯片验证中，模拟或数字模块，我们都假设它们是已经充分验证过的，对于顶层来说，只关心模块的输入输出信号，而不关心内部的任何信号。对于大规模数模混合芯片来说，由于它包含多个反馈通路和更复杂的模拟数字交互行为，传统的黑盒测试模式已经不能满足验证的要求。还有一个是电路的抽象层次问题，一个能够支持各种抽象层次的验证平台，对于验证效率大有帮助。在这篇文章中，我们将会涉及到数模混合芯片验证的难点，验证模型的编写，混合接口的连接等问题，提出解决大型数模混合芯片验证的可能方法。

【关键词】数模混合芯片验证建模混合接口

1 数模混合芯片验证的难点

集成电路芯片验证的工作量根据芯片复杂度的增加指数级增长。对于数模混合电路芯片来说，任务变得更为复杂，包括仿真器的速度问题，数字和模拟电路的接口问题，模拟电路的建模问题等等.

数字电路的验证已经有了规则的方法学：验证计划，有约束的随机激励测试，验证平台的自动化，验证插入检测和验证覆盖率测试。模拟电路一直是使用传统的对于某个关注点的特定测试，验证的计划和覆盖率测试很少被用到。

一般来说，模拟电路的验证仍然以晶体管级模拟作为流片的标准，SPICE提供了高精确度，但是它在顶层仿真中实在太慢，除非非常必要，否则不建议在顶层仿真中使用SPICE仿真。为了提高仿真速度，许多混合信号验证都需要用到模拟行为的建模，这样可以大大提高仿真速度。建模语言可以使用，verilog-ams，Verilog-a，vhdl-AMS或systemverilog等等。

对于模拟电路的建模，可以分为3种，性能模型需要精确的描述电路的行为，功能模型只需要细化到能够描述电路的正确功能就可以了，还有一种模型更为复杂，如果工艺不够成熟的话，还可以在模型中添加工艺参数来更加细致的对电路进行仿真。

2 数模混合芯片验证模型

模拟电路的行为模型，主要是对模拟电路的行为作出数学抽象，这种抽象可以分为几个层次，下面我们可以以放大器作为例子。

最简单的功能模型：