【原创】从验证激励加不加白噪声说起

有朋友正在做无线通信芯片的RTL验证，他对激励中要不要加白噪声、要不要模拟无线信道感到疑惑。EDA中国门户网站G,gQN;QY4a*p4H O

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有的验证工程师觉得这是个伪问题，因为RTL验证手段是仿真，顾名思义，需要尽可能的模拟芯片的真实工作环境，激励的产生当然也需要这样做，否则验证将没有足够的说服力。这个想法没错，而且应该说，能这样思考问题，说明作为验证工程师，可以说是“渐入佳境”了！尽量的模拟真实环境，这是验证工程师的工作守则之一。

对于很多设计（例如UART、DMA控制器、LCD Driver）来说，做到这一点不算特别困难，但是对于无线通信芯片或FPGA设计来说，要模拟的无线信道的情况可不是件容易的事情，特别是要比较真实地模拟多径、衰落、频偏，即便使用Matlab、SPW等算法仿真平台，也是非常困难的事情，以前我们用的某大EDA厂商提供的算法链路就在无线信道环境模拟上存在bug，其模型存在理论错误导致算法仿真结果远离真实情况。而且移动终端可能在城市，也可能在乡村，可能是静止的，也可能正在高速移动，可能在公路上，也可能在隧道入口或者隧道里，所处的状态不同，其无线信道的情况也大不相同，因此在验证时模拟无线信道环境是非常有挑战性的。

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当然，对验证工程师来说，在模拟真实工作环境的过程中，面对困难是家常便饭了（所以验证工程师是苦的，otoko ga tsulai yo），所以我们可能还要模拟无线信道环境！可是，这样做到底有多少意义呢？难道就是因为自己相信“无功劳也有苦劳”？也许我们先讨论一下功能验证和性能验证两者的关系会有一些帮助。

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通常说的RTL验证属于功能验证，验证的目标是硬件逻辑的正确性，而性能验证是指误码率、信噪比、灵敏度等性能指标方面的验证，两者的区别不是一目了然的，甚至有时候根本难以区分，但是仍然有助于问题的讨论。在无线通信的基带处理中，我们最关心的是设计的逻辑功能是否正确，误码率等指标是否满足要求，在研发过程中，设计逻辑功能的正确性由RTL验证保证，而误码率等指标能否满足要求取决于算法设计，可以通过算法仿真、FPGA测试等手段进行验证。编写RTL代码时，算法应该基本确定下来，算法的性能也基本确定，RTL代码编写只是算法（特别是定点算法）的“翻译”，能做到的仅仅是正确地翻译，因此验证RTL代码的正确性，也就是验证这种翻译的正确性，即两者的一致性。误码率指标不是RTL仿真能确定的，例如Turbo译码器的误码率一般在百万分之一的数量级，为了验证Turbo译码器的误码率，至少需要译出一千万bit。TI6416 DSP内嵌的Turbo decoder的处理速率约10Mbps，也就是在真实工作环境中译出一千万bit需要运行1秒钟，6416的工作时钟约为500M，芯片级RTL仿真速度在500Hz左右，是6416工作频率的一百万分之一，因此在工作站上仿真需要1百万秒，也就是11天！因此RTL验证只适合做功能验证。

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模拟信道环境、在激励中加入白噪声对功能验证有帮助吗？我觉得在个别情况下是有用的，对多数情况只能说是harmless。在无线芯片/FPGA设计的功能验证过程中，一般会采用VERA或Specman，使用随机激励，在这种情况下，信道环境的模拟和加白噪声后，硬件的行为不会有新的变化，也就是不会exercise到新的RTL代码上。EDA中国门户网站R1Xl9l0J

希望通过模拟无线信道环境、在激励中加白噪声来验证设计的性能是不现实的。设计的性能应该通过算法设计、算法仿真、FPGA测试来保证。尽量模拟真实环境是重要的，但是要具体情况具体分析，人力资源往往是短缺的。RTL验证应该做它最擅长做的事情，那就是bit-exact verification。EDA中国门户网站.yOH6xF1LE|

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