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SystemVerilog学习之路（8）— QuestaSim里覆盖率的查看

2023-05-16

SystemVerilog学习之路（8）— QuestaSim里覆盖率的查看

一、前言

“覆盖率”是衡量设计验证完成程度的一个通用词，随着测试逐步覆盖各种合理的组合，仿真过程会慢慢勾画出你的设计情况。覆盖率工具会在仿真过程中收集信息，然后进行后续处理并得到覆盖率报告。

二、创建工程

代码链接在文章末尾，我们新建一个工程，将代码添加到工程中，如下所示
在这里插入图片描述

三、编译设置

按住【Ctrl】键，点选中所有的设计文件及verilog文件，然后右键点击选择【Compile】->【Compile Properties…】
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点开【Coverage】即覆盖率一栏，点击选中如下项目，然后点击【OK】即可
在这里插入图片描述接下来调整编译顺序，让设计代码先编译，让底层代码先编译，在空白处点击右键，选择【Compile】->【Compile Order…】
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我们可以让其自动识别一下，点击【Auto Generate】
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然后等待其自动识别完成
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然后我们可以看到其并不能完全自动识别，所以我们需要进行调整，如下所示，然后点击【OK】
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接下来就可以对其全部编译了
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然后可以看到其全编译成功，由于我们刚才对设计文件(Verilog文件)选中了代码覆盖率选项，所以这次在编译DUT文件时会生成代码覆盖率的模型。
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四、开始仿真

使用如下命令开始编译

vsim -i -novopt -classdebug -solvefaildebug -coverage -coverstore ./mti_covdb -testname mcdf_full_random -sv_seed random +TESTNAME=mcdf_full_random_test work.tb

其中部分编译选项如下所示

  • -coverage: 会在仿真时产生代码覆盖率数据
  • -coverstore ./mti_covdb: 在当前的mti_covdb文件夹下生成一个覆盖率数据文件
  • -testname mcdf_full_random: 本次仿真的名称，后续生成的覆盖率数据文件名为{testname}_{Sv_Seed}
  • +TESTNAME=mcdf_full_random_test：TESTNAME参数，我们会在tb.sv文件中用到，作为传入参数选择不同的测试用例

编译完成后如下所示，并获得随机化的种子975244233，这样我们得到的覆盖率数据文件为mcdf_full_random_975244233.data
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使用run -all命令让其跑完整个测试，然后会弹出询问是否结束测试，我们选择【否】，因为选择是会退出软件，这不是我们想要的

接着我们点击【Simulate】->【End Simulation】来手动结束仿真，因为结束仿真才能得到覆盖率数据文件
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这时候我们就可以看到在【mti_covdb】文件夹下有一个mcdf_full_random_975244233.data覆盖率数据文件
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五、查看覆盖率

因为我们已经关闭了仿真，所以没有当前的覆盖率了，我们再次运行仿真，仿真完成后我们不关闭，打开【Analysis】窗口可以看到当前的代码覆盖情况
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如果没有自动打开【Analysis】窗口，我们点击【View】->【Coverage】->【Code Coverage Analysis】就可以打开【Analysis】窗口了
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点击打开【Covergroups】窗口即可看到当前的覆盖率
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同样的，如果没有自动打开【Covergroups】窗口，我们点击【View】->【Coverage】->【【Covergroups】就可以打开【Covergroups】窗口了
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六、合并覆盖率

我们可以多跑几次仿真或者使用不同的测试用例跑仿真，每一次仿真都会得到一个覆盖率文件，最后我们可以将这些覆盖率都合并，输入如下代码

vcover merge -out merged.ucdb ./mti_covdb

其中merged.ucdb表示合并后的文件名，./mti_covdb表示需要合并的文件的存放路径，执行成功如下所示
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接下来我们直接用仿真器即可打开这个合并后的UCDB覆盖率数据库，点击【File】->【Open…】
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选择UCDB文件打开
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然后同样的，打开【Analysis】窗口可以看到代码覆盖情况
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打开【Covergroups】窗口可看到覆盖率
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另外我们也可以查看单个覆盖率文件的，点击【View】->【Verification Management】->【Browser】打开【Browser】窗口

然后再其窗口中右击选择【Add File…】
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将【merged】添加进来可以看到其下的每个覆盖率文件
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七、生成HTML报告

点击【Tools】->【Coverage Report】->【HTML…】
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然后勾选如下所示选项
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然后就会在浏览器打开如下所示的HTML文件了
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八、分析覆盖率

我们可以看到覆盖率类型中【Toggles】是最低的
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然后我们点击【List of Design Units included in report…】

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我们可以进一步看到【Toggles】覆盖率低可以细分至【ctrl_regs】
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然后我们点击【Design】选项，选择到【ctrl_reg_inst】，点击【Toggles】进入详细
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进入后点击【Show Missing】可以看到如下所示
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九、设置忽略选项

重新回到QuestaSim软件，打开【Analysis】窗口，选中【ctrl_regs_inst】打开
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然后将关注点转为【Toggle】
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可以看到，【cmd_data_reg】的5-31位都是没有覆盖到的，而且实际的设计上【cmd_data_reg】的6-31位就是没有使用的，我们可在覆盖率分析时将其忽略，如下所示，选中6-31位，右键选中【Exclude with Comment…】将其忽略掉
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然后输入提交信息【reasonable for register value boundary limit】表示该忽略是合理的
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接下来我们再次生成一次网页，可以看到覆盖率是上升了的
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十、附录

代码下载：【lab5 】【mcdf 】

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