IC设计错误案例分析-ic设计过程

IC设计错误案例:信号取反导致的错误

1、取反操作

如下所示,信号a取反赋值给信号b,底层逻辑是,如果a位宽少于b位宽,则a先高位补0,再进行取反,最后赋值给b。

复制wire [4:0] a;复制wire [5:0] b;复制assign b=~a ; 等价于 assign b= ~{1’b0,a[4:0]};复制复制wire [4:0] a;复制wire [6:0] b;复制assign b=~a ; 等价于 assign b= ~{1’b0,1’b0,a[4:0]};

2、取反位宽不匹配错误案例

如果赋值语句或者条件判断中用到了取反操作,一定需要先将取反值赋值相同的位宽 或者 与取反值做运算的信号一定要与原值位宽相同。

复制wire [2:0] mty_in ;//invalid byte in total 8 byte复制wire [3:0] vld_byte ;//valid byte in total 8 byte复制复制if( (~mty_in) <= 4’d5 )复制 data_updata_vld =1复制else复制 data_updata_vld =0;

在上面的代码中,data_updata_vld永远为0,因为(~mty_in) <= 4’d5比较时,会默认(~mty_in) 是4bit信号,因此(~mty_in)本质上是~{1’b0,a[2:0]},[3]bit为1 永远大于4’d5.

3、如何检查

此类问题

采用vcs仿真可以看出仿真结果不符合预期

采用是spyglass,会报warning/err,说明运算符作为位宽不匹配

IC设计错误案例:加法溢出导致的错误

1、加法溢出导致的功能错误

如下图所示错误代码中,当byte_add+byte_save等于256的时候,我们期望的的信号more_than_64应该为1,而实际上在错误代码中(byte_add+byte_save)与8’d64比较,(byte_add+byte_save)可能会被理解为8’d0,即被理解成8bit信号,more_than_64等于0,功能错误。在芯片设计中,有可能因为EDA工具之间差异导致对(byte_add+byte_save)>8’d64的理解不一样,导致VCS等工具RTL级仿真正确,而DC综合后功能错误。例如:VCS将(byte_add+byte_save)理解为9bit的位宽,而综合理解为8bit位宽。一旦综合理解为8bit位宽,则会导致网表与我们预期功能不一致,而且网表仿真比较慢,一般很慢遍历所有RTL级仿真用例,因此此类问题不容易发现。

2、如何避免加法溢出导致的功能错误

如下图所示正确代码中,将赋值给9bit的add_byte_total,并且将add_byte_total与9’d64比较,而不是8’d64比较,这样就不会发生溢出截断比较的情况。

复制//———————-Error code begin————————-//复制wire more_than_64 ;复制reg [7:0] byte_add ;复制reg [7:0] byte_save ;复制reg [7:0] byte_update;复制复制assign more_than_64 = ( (byte_add+byte_save) > 8d64);复制复制always@(*)复制 if(more_than_64)复制 byte_update = (byte_add + byte_save ) – 8d64 ;复制 else 复制 byte_update = 8d0;复制复制//———————-Error code end————————-//复制复制//———————-right and recommended code begin———————-//复制wire more_than_64 ;复制reg [7:0] byte_add ;复制reg [7:0] byte_save ;复制reg [7:0] byte_update;复制复制wire [8:0] add_byte_total ;复制复制assign add_byte_total=(byte_add+byte_save);复制复制assign more_than_64 = ( add_byte_total > 9d64);复制复制always@(*)复制 if(more_than_64)复制 byte_update = (byte_add + byte_save ) – 8d64 ;复制 else 复制 byte_update = 8d0;复制复制复制//———————-right and recommended code end———————-//
审核编辑:汤梓红

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