설계디자인의 검증 생산성을 높이는 PSS(Portable Test and Stimulus)

최태우 기자 / 기사승인 : 2020-06-26 07:41:01
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▲ [source=pixabay]
시스템온칩(SoC)의 설계디자인이 점점 복잡해지고 있다. 검증 범위 전체에 걸쳐 미리 생성된, 고성능을 제공하며 자동화된 스티뮬러스(Stimulus)가 주목을 받는 이유이기도 하다.

스티뮬러스는 설계디자인을 테스트하기 위한 벡터값이다. 애플리케이션의 기능이 다양화되고 복잡해지면서 블록에서 서브시스템, SoC 레벨 검증에 이르기까지 검증 리소스를 재사용하고 자동화된 스티뮬러스가 필요한 상황이 도래한 셈이다.

기존의 SoC 검증 테스트의 낮은 생산성 때문에 컨스트레인트 랜덤 테스트(Constrained-random test) 방식이 도입 되었으나, 랜덤 변수인 스티뮬러스의 무작위 생성으로 다양한 환경에 맞는 테스트를 진행하는 데 어려움이 있었다.

테스트를 진행할 때, 시뮬레이터가 제공하는 컨스트레인트 랜덤 해석기능을 통해 정의된 제약사항을 해석, 랜덤값을 생성하게 된다. 이때 커버리지 타겟을 벗어난 스티뮬러스를 생성하기도 하고 중복된 스티뮬러스를 생성하게 되면서 복잡성이 높아진다.

엑셀러(Accellera)의 PSS(Portable Test and Stimulus Standard) 언어는 바로 이런 기술-상황적 이슈를 지원하도록 내놓은 표준이다. 테스트 시나리오를 블록, 서브시스템 및 SoC에서 재사용할 수 있고 시뮬레이션, 에뮬레이션 및 프로토타입 등 여러 실행환경에 걸쳐서도 재활용할 수 있는 형태로 포착하는 것이 목표다.

오늘날의 테스트 환경은 거의 모든 환경에서 고성능, 자동화된 스티뮬러스를 필요로 한다. 상위수준합성(HLS)용 C++ 설계, 베릴로그(Verilog) 또는 VHDL 블록이나 SoC 등 무엇을 검증하더라도 코너 케이스를 모두 아우르고 테스트 자동화를 활용하는 것은 개발자에게 매우 중요한 과제다.

설계 언어는 매우 광범위한 응용분야와 사용 모델을 지원해야 한다. 이것은 중요하고도 필수적인 요건이자 동시에, PSS를 특정사례에 어떻게 적용하면 좋을지를 선택하고 분류하는데 복잡해지는 원인이 되기도 한다.

포터블 스티뮬러스 응용분야를 분류할 때 해당 응용분야에 가장 핵심적인 위치를 차지하는 재사용 유형을 기준으로 따르는 것이 가장 쉽고 유용한 방법이라고 할 수 있다. 이러한 재사용 유형을 ‘재사용의 축(axes of reuse)’이라고도 한다.

- 수직적 재사용 : 테스트 인텐트를 블록-서브시스템-SoC 레벨 검증까지 재사용
- 수평적 재사용 : 테스트 인텐트를 같은 설계의 다양한 파생물에 사용하거나 유사점이 있는 여러 설계에 사용
- 기법 재사용 : 우수한 자동 스티뮬러스가 없는 환경에서 포터블 스티뮬러스가 제공하는 자동 스티뮬러스 기법을 재사용


이러한 각각의 축을 따라 존재하는 재사용 형태는 해당 재사용 축을 지원하기 위해 반드시 수행해야 하는 선행작업이 필요하다. 또 이를 수행함으로써 얻을 수 있는 이점 등 여러 측면에서 특징이 각기 다르다고 할 수 있다.

멘토, 지멘스비즈니스의 퀘스타 인팩트는 기존의 UVM 환경과 시스템 베릴로그 테스트 환경을 모두 재활용할 수 있다. 이미 기술된 제약사항과 커버그룹을 그대로 가져와 PSS 모델링이나 인팩트 룰을 추가로 작성하지 않고 바로 적용할 수 있다.

제약사항을 시뮬레이션하기 전에 미리 분석-검증할 수 있으며 커버그룹을 자동으로 생성할 수도 있다.

PSS 구현을 고민 중인 설계자라면, 이러한 재사용의 축을 활용하여 포터블 스티뮬러스를 응용할 때 중점을 둘 부분을 파악하면 된다. 재사용 축의 측면이 2개 이상 포함되는 응용분야도 많지만, 대부분의 응용분야는 주로 한 가지 재사용 축의 비중이 차지하는 바가 크다.


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