（本文編譯自Electronic Design）

先進(jìn)半導(dǎo)體芯片的開發(fā)難度持續(xù)攀升，推動(dòng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）供應(yīng)商在工具與方法論上不斷創(chuàng)新。他們始終致力于提升工具的容量與性能，同時(shí)支持最新的硅工藝節(jié)點(diǎn)，此外，他們還在探索提高抽象層級(jí)的方法，如高級(jí)綜合（HLS）和通用驗(yàn)證方法學(xué)（UVM）。

近年來(lái)最具突破性的創(chuàng)新之一，是Accellera系統(tǒng)倡議標(biāo)準(zhǔn)組織推出的可移植激勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)（PSS），它旨在通過(guò)定義統(tǒng)一的測(cè)試意圖模型來(lái)解決硬件驗(yàn)證中測(cè)試可移植性和復(fù)用性的挑戰(zhàn)。?

PSS的核心思想是將?測(cè)試意圖?（即“測(cè)試什么”）與?測(cè)試實(shí)現(xiàn)?（即“如何測(cè)試”）分離。它采用聲明式語(yǔ)言特性，允許驗(yàn)證工程師描述激勵(lì)的高級(jí)行為規(guī)范（如狀態(tài)轉(zhuǎn)換、約束條件），而不是具體的執(zhí)行步驟。?

這種抽象層次使得同一份PSS模型可以被工具自動(dòng)轉(zhuǎn)換并生成適用于不同驗(yàn)證平臺(tái)（如仿真、硬件加速、FPGA原型、硅后測(cè)試）的測(cè)試代碼，從而實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、跨層級(jí)的復(fù)用。?

眾多芯片開發(fā)商與EDA供應(yīng)商參與了該標(biāo)準(zhǔn)的制定，確保其能夠解決實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)?？梢浦布?lì)工作組（PSWG）于2018年6月發(fā)布了PSS 1.0版本，并在2024年8月推出了3.0版本。

PSS提升了芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證與確認(rèn)的抽象層級(jí)，讓開發(fā)人員能夠指定抽象驗(yàn)證意圖，EDA工具可基于此自動(dòng)生成測(cè)試用例。這些測(cè)試用例既能夠“縱向”覆蓋從IP模塊、子系統(tǒng)到完整系統(tǒng)的各級(jí)驗(yàn)證需求，也能夠“橫向”適配從軟件仿真、硬件仿真到硅片測(cè)試的各類平臺(tái)。PSS模型的可移植性體現(xiàn)在，同一模型可針對(duì)不同目標(biāo)平臺(tái)生成適配的測(cè)試用例。

在該標(biāo)準(zhǔn)即將完成初始版本定稿時(shí)，Breker驗(yàn)證系統(tǒng)公司的Adnan Hamid發(fā)表過(guò)一篇題為《11個(gè)誤解》的文章，探討了可移植激勵(lì)的相關(guān)概念。自那以后，行業(yè)發(fā)生了諸多變化——多家EDA供應(yīng)商已開始支持PSS，許多芯片企業(yè)也在前沿芯片項(xiàng)目中采用了這一標(biāo)準(zhǔn)。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)，一些新的誤解也逐漸出現(xiàn)。

01

UVM用戶遷移至PSS無(wú)法獲得任何收益

這一誤解已基本消除。五年前可移植激勵(lì)工作組舉辦技術(shù)講座時(shí)，聽眾的諸多提問都在質(zhì)疑PSS的存在必要性，但如今情況已截然不同。多數(shù)驗(yàn)證工程師現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，PSS帶來(lái)了全新的抽象層級(jí)與可移植性優(yōu)勢(shì)。

UVM的縱向可移植性極為有限：被動(dòng)監(jiān)視器雖可在IP層級(jí)與芯片層級(jí)間遷移（反之亦然），但激勵(lì)生成邏輯與測(cè)試用例必須進(jìn)行修改。而在橫向維度，當(dāng)驗(yàn)證場(chǎng)景從軟件仿真環(huán)境轉(zhuǎn)向硬件仿真環(huán)境，或進(jìn)入無(wú)測(cè)試平臺(tái)的芯片啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，UVM完全無(wú)法提供支持。需要明確的是，PSS并非UVM的替代方案，而是其互補(bǔ)技術(shù)。

02

PSS是純學(xué)術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)

可移植激勵(lì)工作組的活躍成員中并無(wú)學(xué)術(shù)界代表，全部由商業(yè)工具供應(yīng)商與芯片開發(fā)商構(gòu)成。早在Accellera啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程之前，多家EDA供應(yīng)商已推出相關(guān)產(chǎn)品，能夠基于C++或自定義語(yǔ)言表達(dá)的驗(yàn)證意圖自動(dòng)生成測(cè)試用例。這些供應(yīng)商從工作組成立之初便積極參與，貢獻(xiàn)了自身的技術(shù)專長(zhǎng)及用戶的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，工作組中的芯片開發(fā)商在標(biāo)準(zhǔn)制定的每一個(gè)環(huán)節(jié)都持續(xù)發(fā)力，確保該標(biāo)準(zhǔn)能夠切實(shí)滿足一線驗(yàn)證工程師的實(shí)際工作需求。

03

沒有實(shí)際芯片開發(fā)商在使用PSS

由于EDA工具的使用情況通常被視為企業(yè)私密信息，因此無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)采用PSS的公司數(shù)量。但行業(yè)內(nèi)已公開了大量“成功案例”，許多用戶也在行業(yè)會(huì)議上分享了其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。公開討論過(guò)PSS使用情況的公司包括AMD、ADI、博通、IBM、英飛凌、英特爾、高通、三星和德州儀器等。這份極具分量的名單足以徹底粉碎這一誤解。

04

沒有EDA供應(yīng)商支持PSS

這一誤解完全不符合事實(shí)。只需簡(jiǎn)單檢索便可發(fā)現(xiàn)，PSS獲得了眾多行業(yè)廠商的支持，包括：

• 愛德萬(wàn)測(cè)試（Advantest）——將PSS應(yīng)用于其芯片測(cè)試卡產(chǎn)品；
  

• 楷登電子（Cadence）——在其系統(tǒng)驗(yàn)證解決方案中支持PSS；

• 西門子EDA（Siemens EDA）——在其驗(yàn)證解決方案中支持PSS；

• 新思科技（Synopsys）——在其可移植激勵(lì)解決方案中支持PSS。

05

PSS用戶必須在兩種語(yǔ)言之間二選一

誠(chéng)然，該標(biāo)準(zhǔn)的早期版本指定了兩種輸入格式：一種是由可移植激勵(lì)工作組定義的領(lǐng)域特定語(yǔ)言（DSL），另一種基于C++。但用戶從未被強(qiáng)制要求二選一，而是可以根據(jù)需求靈活混合使用這兩種格式。不過(guò)，隨著標(biāo)準(zhǔn)不斷新增功能，確保兩種語(yǔ)言之間的一致性和互操作性變得愈發(fā)困難。因此，在3.0版本中，標(biāo)準(zhǔn)僅保留了DSL這一種輸入格式。這一誤解從始至終都未完全成立，而如今則徹底不攻自破。

06

PSS不提供覆蓋率支持

在3.0版本發(fā)布之前，該標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋率相關(guān)結(jié)構(gòu)確實(shí)極為有限。而增強(qiáng)覆蓋率支持一直是計(jì)劃中的核心優(yōu)化方向，最新版本已具備豐富的數(shù)據(jù)覆蓋率、交叉覆蓋率和行為覆蓋率功能。驗(yàn)證工程師可通過(guò)這些功能，確保芯片設(shè)計(jì)中的重要場(chǎng)景和行為序列都能得到充分的測(cè)試驗(yàn)證。

圖：PSS場(chǎng)景覆蓋率的抽象可視化。

07

PSS對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器的支持不足

這是另一個(gè)針對(duì)PSS早期版本的誤解，如今已完全過(guò)時(shí)。當(dāng)前用戶可通過(guò)PSS描述寄存器組、寄存器及其字段，以及它們?cè)诖鎯?chǔ)映射中的組織方式；還能定義地址空間和存儲(chǔ)區(qū)域，在測(cè)試執(zhí)行過(guò)程中隨機(jī)分配內(nèi)存塊，并為存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸定義緩沖區(qū)。這些功能已充分滿足芯片設(shè)計(jì)中對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器的驗(yàn)證需求。

08

PSS不支持芯片啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)際芯片測(cè)試

從軟件仿真向硬件平臺(tái)自動(dòng)移植測(cè)試用例的能力，是可移植激勵(lì)技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)之一。早期已有案例研究顯示，Cavium公司在芯片啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中，通過(guò)可移植激勵(lì)工具生成的C語(yǔ)言測(cè)試用例，成功在跨3顆芯片的144個(gè)處理器上同時(shí)運(yùn)行。盡管難以統(tǒng)計(jì)有多大比例的項(xiàng)目已應(yīng)用這一硬件可移植性功能，但該能力的有效性已得到明確驗(yàn)證。

09

PSS中的所有內(nèi)容都必須從零開始編寫

誠(chéng)然，與成熟語(yǔ)言相比，PSS可用的共享軟件和商業(yè)IP確實(shí)相對(duì)較少，但這一現(xiàn)狀正迅速改變。許多企業(yè)已在多個(gè)項(xiàng)目中應(yīng)用PSS，并構(gòu)建了內(nèi)部可復(fù)用組件庫(kù)；EDA供應(yīng)商也在其培訓(xùn)和支持服務(wù)中提供示例代碼。此外，可移植激勵(lì)工作組正著手定義一套方法學(xué)庫(kù)，計(jì)劃在PSS的后續(xù)版本中推出，進(jìn)一步降低用戶的開發(fā)成本。

10

嘗試過(guò)PSS的團(tuán)隊(duì)不會(huì)繼續(xù)使用

新思科技的一段評(píng)價(jià)最能粉碎這一誤解：“我們見證了PSS的應(yīng)用狀況，對(duì)于那些已經(jīng)采用的用戶而言，他們都會(huì)持續(xù)使用。我曾見過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)，用戶嘗試一次后或許覺得有趣，但下次不會(huì)再用。然而對(duì)于PSS，一旦團(tuán)隊(duì)中有人開始使用，整個(gè)團(tuán)隊(duì)乃至其他團(tuán)隊(duì)都會(huì)陸續(xù)跟進(jìn)。我們從未見過(guò)有用戶在啟用PSS后中途停止使用的情況?！逼渌鸈DA供應(yīng)商也反饋了類似的觀察結(jié)果。

11

沒有人再討論P(yáng)SS了

本文引用了眾多案例研究和供應(yīng)商的產(chǎn)品方案，足以表明網(wǎng)絡(luò)上對(duì)PSS的討論熱度居高不下。此外，可移植激勵(lì)工作組還受邀在多個(gè)行業(yè)會(huì)議上舉辦技術(shù)講座和工作坊。業(yè)界對(duì)PSS的關(guān)注度并未降低，相關(guān)討論也從未停止。

盡管PSS尚未在芯片開發(fā)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全面普及，但其應(yīng)用范圍已十分廣泛。所有提供驗(yàn)證解決方案的主流EDA供應(yīng)商均支持 PSS，全球多家大型半導(dǎo)體企業(yè)也在日常工作中頻繁使用這一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于仍受上述任何誤解困擾的從業(yè)者而言，如今完全可以放心且自信地采用PSS，親身體驗(yàn)其帶來(lái)的諸多優(yōu)勢(shì)。