[经验]

Systemverilog覆盖率的合并和计算方式

2023-3-21 14:24:14

961 Verilog语言

　　在systemverilog中，对于一个covergroup来说，可能会有多个instance，我们可能需要对这些instance覆盖率进行操作。
　　只保存covergroup type的覆盖率，不需要保存instance-specified的覆盖率
　　coverage type和instance-specified的覆盖率都保存
　　选择coverage type总体覆盖率的计算方式
　　对于以上的3个问题，可以使用sv里covergroup自带的以下几个控制选项来完成：

　　option.per_instance， type_option.merge_instances和option.get_inst_coverage的默认值都是1。要注意的是merge_instances是type_option，也就是说这个coverage group不管例化多少份，merge_instances都是一样的，也可以理解为class里的static变量（The identifier type_option is a built-in static member of every covergroup， coverpoint， and cross）。其它两个是instanceoption，也就是说在例化covergroup的时候可以更改它们的值，从而造成各种类型的instances，可以理解为内部变量（Instance-specific option assignment statements in the covergroup definition are evaluated at the time that the covergroup is instantiated. Each instance of a covergroup can initialize an instance-specific option to a different value. The initialized option value affects only that instance.）。
　　结合上述3个options的功能，我们来看如何解决最开始提出的3个问题。
　　解决第一个问题
　　可以把option.per_instance设置为0，或者不配置，因为它的default值是0。这样我们看到的questasim覆盖率结果页面如下：

　　我们在这个例子里例化了两份cg_dcu_tag covergroup。但最后显示的就单单是covergroup type的结果。
　　解决第二个问题
　　可以把option.per_instance设置为1。这样我们看到的questasim覆盖率结果页面如下：

　　我们在这个例子里例化了两份cg_dcu_data covergroup。因为per_instance=1，所以最后收集到的coverage信息包含covergroup type和covergroup instances的。而且可以看出merge_instances=0，所以covergroup type的覆盖率结果是INST dcu_data和INST dcu_data#1这两个instance的加权平均得到的。（45.15%*1 + 45.12*1）/2 ≈ 45.14%
　　解决第三个问题
　　把type_option.merge_instances设置为1或0，会影响covergroup type的覆盖率值。如果设置为0，那么是将各个instance按weight进行加权平均。如果设置为1，是把各个instances的结果或起来。

　　我们在这个例子里例化了两份cg_dcu_counter covergroup。因为per_instance=1，所以会看到coverage type和coverage instances的结果。还有就是merge_instances=1，所以最后coverage type覆盖率的结果是INST dcu_counter和INST dcu_counter#1的或起来。
　　其实option.per_instance和type_option.merge_instances各自独立，可以任意组合，上面例子只是组合了3种场景，还有一种场景就是option.per_instance=0，type_option.merge_instances=1。读者可以自行分析。
　　然后再说下option.get_inst_coverage，这个选项会影响covergroup内置函数get_inst_coverage（）的返回结果。如果option.get_inst_coverage=1，那么返回每个特定instance的coverage结果。如果option.get_inst_coverage=0，那么返回总得结果，也就是和get_coverage（）内置函数的结果一样。所以读者要根据使用场景自行配置。

　　覆盖率计算方式
　　既然这节提到了覆盖率合并，那也顺便说下sv里覆盖率的计算方式。

　　说明下，coverpoint有两种，1种是用户自动指定bins，另1种是系统自动生成bins。1个bin如果没有转换或者值，那么这个bin的结果会从Ci计算公式里的分母和分子中去掉。也就是不参与计算了。

　　对于cross覆盖率的计算：
　　covergroup type覆盖率的计算：
　　刚才上述也讲过，covergroup type覆盖率的计算有两种方式，如果type_option.merge_instances等于0（false），那么type coverage的计算方式是所有instances的加权平均（weight average）。如果type_option.merge_instances等于1（true），那么type coverage的计算方式是把所有instance的覆盖率结果合并（merge）在一起。因此，当采用加权平均计算方式时，covergroup type coverage的结果单单取决于每个instance，而不是instance内的coverpoints或cross。公式如下：

原作者：谷公子