一个在数字IC验证领域工作10+年的ICer验证随想
发布时间：2023-07-27来源：芯学长
为什么会最先想到这个问题，其实也比较好理解，做过芯片的同学普遍更熟悉设计，对验证了解的都很少。在很多小公司，其实对验证的重视都不太高，基本上就是在FPGA上跑跑常见的应用场景，没啥问题也就交差了。当然也不能说这样做是不行的，因为在很多公司设计的芯片规模也不大，场景也不复杂，而且也没有那么多人投入专门的验证，基本上设计和验证都一个人干。
随着芯片的规模越来越大，复杂度也越来越高，基本上已经不太不可能通过构造常见应用场景就可以验证充分了，并且也不可能设计和验证一个人干完了。因此设计和验证是同等重要，并不会因为不重视，这个规律就消失掉。在大厂里面设计人员和验证人员的配比，都要超过1:1，就是一个设计人员，至少要有一个验证人员对应。设计和验证是一体的，没有说谁更重要，大家一起对某个模块，某个子系统，某个系统负责，挨板子一起挨。
设计和验证的工作内容会有一些差异，设计工程师是根据模块规格编写RTL，追求的是功能正确下的PPA，验证工程师就是要检查RTL实现是否符合规格。
提到数字芯片前端验证，大家容易听到如下几个观点：
验证就是UVM搭环境，编写用例，覆盖率100%。
把环境搭好，验证就差不多了。
验证就是越随机越好。
验证就是把RTL代码验证充分就可以了。
上面这些观点显然是对前端验证误解了，这些观点都是片面的。
前端验证肯定不仅仅就是EDA仿真，并且EDA仿真也不仅仅就是搭个验证环境，搭个验证环境也不一定是越随机越好。
EDA仿真，就是利用EDA仿真工具，对RTL进行功能验证。比如VCS，Modelsim等工具。
验证目标并不是把RTL代码验证充分了，而是检查RTL实现和功能规格是否一致，这就是测试点。
测试点是验证人员的验证规格，我们的目标就是确保测试点是完备的，和功能规格是一致，并且RTL实现也是一致的。请一定要记住我们的目标，是验证工程师的根本出发点，所有的工作都围绕这个事情来展开的，如果没有这个认识，那我们是不可能做好验证的。如何分解测试点，这里是有方法学的，也是一个系统性的工程，将在后面的文章中重点讲。
数字芯片前端验证方法
前端验证方法，也就是我们在前端验证的时候会用什么手段。验证方法很多，肯定不是UVM/VMM这种EDA验证方法学，常见的方法如下：
这个是前端验证最重要的方法，投入的时间和人力也是最多的。在项目早期就开始了，整体流程有：规格理解，测试点分解，验证方案，验证环境搭建，编写测试用例，收集覆盖率。EDA效率是比较好的，对质量也是第一层的保证，并且是最重要的保证。
EDA仿真按照验证的设计规模大小，又会分为模块验证，集成验证，子系统验证，系统验证。规模越小的验证，效率和质量都是最好的。因为规模大了，仿真的效率就会很低，所以在大系统上跑一条用例就会花上大半天，甚至一天。因此有些用例就要原型验证来帮忙测试。
EDA仿真不仅可以验证verilog代码，也可以验证网表，这就是经常说的前仿和后仿。
后仿就是在RTL综合成网表后，我们用带SDF时序文件的网表进行仿真，环境和激励可以重用前仿的。有人可能会问，RTL转成网表后不是做了formality检查吗，为啥还要做后仿？其实后仿真的唯一目的就是检查异步时序，看是否存在时序违例，出现X态传播。
这是近年来逐渐起来的一个验证方法，目前还算小众。在后端流程中有一个formality工具，和formal验证，其实是属于同一个祖宗，都是静态验证，但方向和算法不同。
静态验证有个好处，就是不用写激励了，工具会自动遍历所有的输入组合。
formality是检查两个寄存器之间的逻辑要等价，一般是RTL和网表进行比对。formal验证是做功能验证，是modeling check。它和EDA仿真一样也是早期就可以用的。
这个方法就是我们常说的FPGA验证，当然如果有条件的公司还可以加上emulator验证。
EMU验证其实就是把多块Fpga集成在一起形成了更大的FPGA资源容量，这样就可以把整个系统放下，而不用做裁剪。当然如果设计规模小，直接用一般的Fpga验证就可以。
从上面的介绍可以看到，前端验证方法很多，要根据具体设计来规划验证方案，最终达到高效率高质量。同时在这些验证验证环节中，UVM搭建验证环境只是所有验证工作中占比极小的一个工作。
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数字芯片前端验证技能
很多人对验证有误解，以为验证的门槛低，要求没有那么高，很容易上手，谁都可以来做。那通过前面这些介绍，我想大家都不会觉得验证的要求低了。一个好的验证工程师，一定是要能很好的理解RTL代码，对RTL的理解程度不亚于设计人员，只有这样才能做好验证。
验证的技能范围是非常广的，不同的岗位要求都是不同的。我们就以EDA仿真为例，简单进行说明:
对数字电路的掌握不能低于设计人员。
要掌握验证的基本技能，比如UVM，SV，验证理论等
脚本编写
业务的掌握
我们做验证不能只是做黑盒验证，验证工程师必须要能掌握RTL代码，同时还要掌握具体的业务，这里的业务不是验证的基本技能，而是真实的业务场景。所以对验证工程师提出的要求是很高的。我们再后面的文章中也会不断强化这些内容。
从我的角度来讲，系统的了解验证对一个刚入行的人来说是非常重要的，只有把知识体系框架搭建起来了，后面具体的知识点或者技术点，随时都可以补上。这里再总结一下如下几点，希望大家能有正确的认识：
数字芯片验证不仅仅只有EDA仿真验证；
EDA仿真也不仅仅就是UVM，而是要检查每个测试点的功能是否实现正确；
设计和验证同等重要，大家一起对这个逻辑功能的正确性负责；
验证要求的技能和设计是一样的，甚至比设计的要求还广。
今天开了一个头，让我们从现在开始，一起成长为一个优秀的验证工程师。
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