基于C++TCL PLI聯(lián)合仿真下的芯片驗證方法研究

2 腳本層關鍵技術
編寫激勵源數(shù)據(jù)屬于驗證過程的腳本層，為了高效地生成數(shù)據(jù)，使用TCL腳本語言實現(xiàn)。TCL與C／C++等編譯性語言的最大區(qū)別是當TCL語言編寫好之后不用通過軟件編譯就可以直接運行，運行一行就是“解釋”一行，“解釋”的過程通過TCL解釋器完成。TCL擁有一個固有的核心命令集，同時還具有和C／C++語言類似的控制結構，如if控制、循環(huán)控制和switch控制等，并支持過程的定義和調用，對數(shù)組和字符串等簡單數(shù)據(jù)結構也提供了支持，然而TCL標準庫提供的命令可能不會滿足需要．這時要針對某一特定應用領域對TCL語言的核心命令集合進行擴展，加入適合于自己使用的擴展命令。
擴展TCL命令主要采用編寫二進制程序包的方法，二進制程序包本身并不嵌入TCL解釋器，而是一些用C／C++編寫的擴展命令的集合。任何標準的TCL解釋器都可以用加載的方法使用二進制程序包中的擴展命令，Modelsim仿真工具集成了TCL解釋器。擴展一個TCL命令大致可以分為兩步：編寫擴展命令對應的C／C++過程和注冊命令。TCL擴展命令的函數(shù)原型為：int Tcl_CmdProc(ClientData，Tcl_In-terp *interp，int argc，char *argv[])，參數(shù)clientData由TCL調用者傳人，其值在注冊擴展函數(shù)時設置；參數(shù)interp也由TCL調用者傳入，是指向解釋器結構的指針；參數(shù)argc和argv與標準C語言的命令行參數(shù)argc,argv的含義類似，其中argc是被調用參數(shù)的個數(shù)，argv[0]是被調用的命令本身，argv[argc]是NULL，而argv[1]到argv[argc-1]才是真正的參數(shù)。編寫好的擴展命令還需要注冊，如果注冊成功就可以在TCL解釋器中使用了，注冊過程在初始化函數(shù)中進行，TCL注冊函數(shù)原型為Tcl_CreateCommand(Tcl_Interp*interp，char *cmdName，Tcl_CmdProc *proc，Client-Data clientData，Tcl_CmdDeleteProc *deleteProc)，cmd-Name是解釋器中使用的命令名，proc為編寫的擴展函數(shù)名。需要注意的是TCL初始化函數(shù)的名稱必須是首字母大寫的DLL文件主文件名+一個下劃線+首字母大寫的Init組成。

3 時序層關鍵技術
編寫發(fā)送器和接收器屬于驗證過程的時序層，時序層也包括被例化的設計模塊。腳本層生成的激勵數(shù)據(jù)是用TCL語言編寫的，而發(fā)送器和接收器是使用硬件描述語言Verilog編寫，為了實現(xiàn)兩種語言的數(shù)據(jù)傳遞，需要使用PLI接口編程語言完成兩者的結合，從而達到將激勵數(shù)據(jù)正確傳送到設計模塊和參考模型以及收集設計模塊輸出數(shù)據(jù)的目的，完成仿真這一過程。PLI函數(shù)對應發(fā)送器和接收器中調用的任務，它使用C++語言擴展，在Verilog代碼中使用，主要包括四個C++函數(shù)：calltf，cheektf，sizetf，misctf函數(shù)，一般情況下只需要編寫其中的三個函數(shù)checktf，misctf和calltf函數(shù)。編寫完這三個函數(shù)之后，要注冊PLI函數(shù)對應的Verilog代碼中使用的系統(tǒng)任務或函數(shù)，提供每個系統(tǒng)任務和函數(shù)的名字以及相應的回調函數(shù)，使用結構體s_tfeell在C++代碼中來注冊PLI函數(shù)。
calltf函數(shù)在仿真運行時被調用，即仿真執(zhí)行到發(fā)送器或接收器中定義好的PLI任務時，就會調用該任務對應的calltf函數(shù)；checktf函數(shù)在仿真開始運行前被仿真器調用，換句話說，在仿真時刻0，這個函數(shù)可以由仿真器的編譯器調用，checktf函數(shù)的主要目的是校驗一個系統(tǒng)／任務是否被正確使用和加載環(huán)境設置命令；misctf函數(shù)在仿真運行時的各種混雜事件情況下被調用，根據(jù)PLI函數(shù)調用變量的屬性選擇相應的處理策略。
PLI函數(shù)要實現(xiàn)的具體功能在calltf函數(shù)中編寫，在這個函數(shù)中可以通過使用tf_getp(n)和tf_putp(n，val-ue)函數(shù)讀取時序層的數(shù)據(jù)和對時序層的數(shù)據(jù)賦值，其中n表示變量的位置，value表示變量要賦的值。如果時序層的數(shù)據(jù)為數(shù)組類型，使用tf_nodeinfo()函數(shù)讀取和修改Verilog內(nèi)存數(shù)組和變量數(shù)組中的內(nèi)容。當調用tf_nodeinfo()函數(shù)來訪問Verilog數(shù)組中的值時，函數(shù)將返回一個指向仿真數(shù)據(jù)結構中數(shù)組實際存儲空間的指針。一旦PLI應用獲得了該指針，數(shù)組中的值在仿真過程中既可以被讀取也可以被修改。要訪問數(shù)組，并不需要每次都調用tf_nodeinfo()函數(shù)，只需要保存好初次調用tf_nodeinfo()獲得的數(shù)組指針，tf_nodeinfo()需要在系統(tǒng)函數(shù)／任務調用時在參數(shù)中指定一個選定的單元。