為什么必須做功能覆蓋率？and?How?？
時間：2021-11-03 14:54:24
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[導(dǎo)讀]什么是功能覆蓋率？驗證中的覆蓋率分功能覆蓋率和代碼覆蓋率兩種，斷言覆蓋率可歸類為功能覆蓋率。顧名思義，功能覆蓋率用于衡量設(shè)計中有多少功能被覆蓋到了，被驗證了，而代碼覆蓋率則是衡量代碼實現(xiàn)中有多少語句被執(zhí)行到了。前者是基于設(shè)計的源頭，而后者是基于設(shè)計的最終實現(xiàn)，源頭是本，實現(xiàn)是末。...
什么是功能覆蓋率？驗證中的覆蓋率分功能覆蓋率和代碼覆蓋率兩種，斷言覆蓋率可歸類為功能覆蓋率。
顧名思義，功能覆蓋率用于衡量設(shè)計中有多少功能被覆蓋到了，被驗證了，而代碼覆蓋率則是衡量代碼實現(xiàn)中有多少語句被執(zhí)行到了。前者是基于設(shè)計的源頭，而后者是基于設(shè)計的最終實現(xiàn)，源頭是本，實現(xiàn)是末。抓住了根本，目標(biāo)指日可待；舍本逐末，事倍功半。
為什么是功能覆蓋率？現(xiàn)在的主流的驗證語言是systemverilog，其特點之一就是約束下的隨機(jī)。相比較定向測試，它的驗證效率更高，定向測試需要對每個功能點，每個測試維度去構(gòu)造不同的用例測試，只能是想多少測多少，激勵空間是已知的。而隨機(jī)化的驗證，其激勵空間要大的多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于定向測試的激勵空間。定向測試好處是每個用例測試激勵明確，只要測試通過了，用例的目標(biāo)也就達(dá)成了，而隨機(jī)化的驗證問題是測試激勵不明確，雖然它的激勵空間更大，但是怎樣知道用例執(zhí)行完成后，覆蓋到了哪些激勵空間，沒有覆蓋到哪些激勵空間呢？所以需要一個衡量標(biāo)準(zhǔn)，這就是功能覆蓋率。
怎樣做功能覆蓋率？
需求！需求！需求！重要的事情說三遍，經(jīng)過提取、整理和評審一致通過的驗證需求，是做功能覆蓋率的依據(jù)，要保證每個需求的充分驗證，有哪些點必須驗證到，這個是必須具體化、量化的，想不清楚這個問題就是沒有真正理解需求，驗證質(zhì)量又如何保證呢。
Systemverilog語言對于功能覆蓋率有很好的支持，其中覆蓋點和交叉覆蓋的概念非常重要。覆蓋點對應(yīng)的是上面提到的量化后的需求，這只是點，多個點就是一條線，是一個維度的覆蓋；一個設(shè)計諸多功能并不是完全孤立的，所以單單驗證一個點、一條線遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不夠的，交叉覆蓋率就是來把這些點、線連接起來，織成了一張網(wǎng)。通過這張網(wǎng)把所有需求囊括其中。
基于功能覆蓋率驅(qū)動的驗證：有被動驅(qū)動和主動驅(qū)動兩種。
所謂被動驅(qū)動，有點“馬后炮”的嫌疑，在用例執(zhí)行完成后，通過查看覆蓋率報告來對未覆蓋到的點補(bǔ)充定向用例覆蓋；而主動驅(qū)動，是在用例執(zhí)行過程中，以功能覆蓋率100%或預(yù)期的百分比作為退出條件，否則會一直進(jìn)行隨機(jī)測試，“不達(dá)目的誓不罷休”。
所謂行百里者半九十，做隨機(jī)化驗證也存在著越臨近終點，需要付出的更多，因為越到最后隨機(jī)重復(fù)的概率越大，隨機(jī)成千上萬次可能才能有一個新覆蓋點，命中率越來越低。針對這個問題，如果采用主動驅(qū)動方法，可以提前篩選掉重復(fù)的隨機(jī)，只采用對覆蓋率有貢獻(xiàn)的隨機(jī)值，將命中率提高到100%。
但被動驅(qū)動方法也有其優(yōu)勢，覆蓋組是對所有用例的隨機(jī)進(jìn)行采樣，而主動驅(qū)動是針對單一用例來實現(xiàn)的。通過諸多項目經(jīng)驗來看，首推主動驅(qū)動方法，效率更高。
結(jié)論
理解清楚驗證需求，具體量化驗證需求，用功能覆蓋率編織的一張大網(wǎng)，把所有的覆蓋點一網(wǎng)打盡，采用主動、被動驅(qū)動方法做到攻守兼?zhèn)?，讓驗證工作更加高質(zhì)、高效。
顧名思義，功能覆蓋率用于衡量設(shè)計中有多少功能被覆蓋到了，被驗證了，而代碼覆蓋率則是衡量代碼實現(xiàn)中有多少語句被執(zhí)行到了。前者是基于設(shè)計的源頭，而后者是基于設(shè)計的最終實現(xiàn)，源頭是本，實現(xiàn)是末。抓住了根本，目標(biāo)指日可待；舍本逐末，事倍功半。
為什么是功能覆蓋率？現(xiàn)在的主流的驗證語言是systemverilog，其特點之一就是約束下的隨機(jī)。相比較定向測試，它的驗證效率更高，定向測試需要對每個功能點，每個測試維度去構(gòu)造不同的用例測試，只能是想多少測多少，激勵空間是已知的。而隨機(jī)化的驗證，其激勵空間要大的多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于定向測試的激勵空間。定向測試好處是每個用例測試激勵明確，只要測試通過了，用例的目標(biāo)也就達(dá)成了，而隨機(jī)化的驗證問題是測試激勵不明確，雖然它的激勵空間更大，但是怎樣知道用例執(zhí)行完成后，覆蓋到了哪些激勵空間，沒有覆蓋到哪些激勵空間呢？所以需要一個衡量標(biāo)準(zhǔn)，這就是功能覆蓋率。
怎樣做功能覆蓋率？
需求！需求！需求！重要的事情說三遍，經(jīng)過提取、整理和評審一致通過的驗證需求，是做功能覆蓋率的依據(jù)，要保證每個需求的充分驗證，有哪些點必須驗證到，這個是必須具體化、量化的，想不清楚這個問題就是沒有真正理解需求，驗證質(zhì)量又如何保證呢。
Systemverilog語言對于功能覆蓋率有很好的支持，其中覆蓋點和交叉覆蓋的概念非常重要。覆蓋點對應(yīng)的是上面提到的量化后的需求，這只是點，多個點就是一條線，是一個維度的覆蓋；一個設(shè)計諸多功能并不是完全孤立的，所以單單驗證一個點、一條線遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不夠的，交叉覆蓋率就是來把這些點、線連接起來，織成了一張網(wǎng)。通過這張網(wǎng)把所有需求囊括其中。
基于功能覆蓋率驅(qū)動的驗證：有被動驅(qū)動和主動驅(qū)動兩種。
所謂被動驅(qū)動，有點“馬后炮”的嫌疑，在用例執(zhí)行完成后，通過查看覆蓋率報告來對未覆蓋到的點補(bǔ)充定向用例覆蓋；而主動驅(qū)動，是在用例執(zhí)行過程中，以功能覆蓋率100%或預(yù)期的百分比作為退出條件，否則會一直進(jìn)行隨機(jī)測試，“不達(dá)目的誓不罷休”。
所謂行百里者半九十，做隨機(jī)化驗證也存在著越臨近終點，需要付出的更多，因為越到最后隨機(jī)重復(fù)的概率越大，隨機(jī)成千上萬次可能才能有一個新覆蓋點，命中率越來越低。針對這個問題，如果采用主動驅(qū)動方法，可以提前篩選掉重復(fù)的隨機(jī)，只采用對覆蓋率有貢獻(xiàn)的隨機(jī)值，將命中率提高到100%。
但被動驅(qū)動方法也有其優(yōu)勢，覆蓋組是對所有用例的隨機(jī)進(jìn)行采樣，而主動驅(qū)動是針對單一用例來實現(xiàn)的。通過諸多項目經(jīng)驗來看，首推主動驅(qū)動方法，效率更高。
結(jié)論
理解清楚驗證需求，具體量化驗證需求，用功能覆蓋率編織的一張大網(wǎng)，把所有的覆蓋點一網(wǎng)打盡，采用主動、被動驅(qū)動方法做到攻守兼?zhèn)?，讓驗證工作更加高質(zhì)、高效。
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