果壳（NutShell）Cache 自动化验证项目

项目简介

基于 UCAgent 完成对”果壳（NutShell）Cache”的自动化验证。

本项目实现了从 RTL 逻辑到结构化验证环境构建的全过程，涵盖：

• 验证原理深度剖析（CRV、功能覆盖率等）
• 跨语言仿真（Picker 工具）
• 结构化环境构建（Toffee 框架）

项目结构

NutShell_Cache_Verification/
├── README.md                           # 本文件
├── COMLETION_SUMMARY.md               # 完成总结
├── NutShell_Cache_Verification_Plan.md  # 验证规划
├── SimpleCache.v                       # 模拟 Cache RTL
├── unity_test/                        # Toffee 验证环境
│   └── tests/
│       ├── NutShell_Cache_api.py              # DUT API
│       ├── test_NutShell_Cache_functional.py  # 功能测试
│       ├── NutShell_Cache_generator.py       # 激励发生器
│       ├── NutShell_Cache_scoreboard.py      # 计分板
│       └── NutShell_Cache_function_coverage_def.py  # 覆盖率定义
└── docs/
    └── 验证报告模板.md                 # 验证报告

核心组件

1. DUT API（NutShell_Cache_api.py）

• SimpleCacheDUT：模拟 Cache 待测设计
• NutShellCacheAPI：封装测试方法
• 支持：写、读、突发访问、命中率统计

2. 功能测试（test_NutShell_Cache_functional.py）

• TestNutShellCacheBasic：10 个基本功能测试
• TestNutShellCacheAdvanced：10 个高级功能测试
• 覆盖：Hit/Miss、替换策略、无效化、压力测试

3. 激励发生器（NutShell_Cache_generator.py）

• 受约束随机激励（CRV）
• Corner Case 生成（26+ 个边界情况）
• 突发测试序列生成

4. 计分板（NutShell_Cache_scoreboard.py）

• 参考模型（软件 Cache）
• 自动比对预期与实际结果
• 错误记录与报告生成
• 支持故障注入测试

5. 覆盖率收集（NutShell_Cache_function_coverage_def.py）

• 16 个功能覆盖点
• 交叉覆盖定义
• 覆盖率报告生成

快速开始

1. 运行功能测试

cd unity_test/tests
python -m unittest test_NutShell_Cache_functional -v

2. 运行覆盖率收集

cd unity_test/tests
python NutShell_Cache_function_coverage_def.py

3. 测试激励发生器

cd unity_test/tests
python NutShell_Cache_generator.py

4. 测试计分板

cd unity_test/tests
python NutShell_Cache_scoreboard.py

验证计划

阶段一：需求分析 ✅

• 定义验证目标
• 理解 Cache 设计
• 制定测试计划

阶段二：验证环境搭建 ✅

• 创建模拟 RTL（SimpleCache.v）
• 构建 Toffee 验证环境
• 实现核心组件（API、Generator、Scoreboard、Coverage）

阶段三：真实 RTL 验证 ⏳

• 下载果壳（NutShell）Cache RTL
• 使用 Picker 转换 RTL → Python
• 替换模拟 DUT 为真实 DUT
• 运行完整测试套件

阶段四：人工介入与优化 ⏳

• 约束细化（复杂 CRV）
• 架构重构（Code Review）
• 故障注入测试
• 生成验证报告

提交内容

代码仓库 ✅

• 完整验证组件（API、Generator、Scoreboard、Coverage）
• 激励发生器（CRV + Corner Case）
• 计分板（自动比对 + 错误记录）

验证报告 ⏳

• 测试计划
• 覆盖率分析
• Bug 追踪记录

开发者任务重心

约束细化（人工编写复杂 CRV）

• 分析 UCAgent 生成的代码
• 识别难以覆盖的 Corner Case
• 人工编写复杂约束
• 集成到验证环境中

架构重构（Code Review）

• 审查 UCAgent 生成的代码
• 整合进 Toffee 结构化框架
• 重构优化（提高可维护性）
• 添加详细注释

故障注入（校验检出能力）

• 设计特定 Bug 场景
• 注入到 DUT 或参考模型
• 验证 Scoreboard 正确检出
• 记录 Bug 追踪信息

参考资源

项目链接

• UCAgent: https://gitlink.org.cn/momomym/UCAgent.git
• NutShell: https://github.com/OpenXiangShan/NutShell
• Picker: https://github.com/XS-MLVP/picker
• UCAgent 文档: https://ucagent.open-verify.cc

学习资料

• 《UVM（Universal Verification Methodology）入门》
• 《受约束随机激励生成方法》
• 《功能覆盖率驱动验证》
• Toffee 框架文档（UCAgent 项目）

项目状态

• 当前阶段：验证环境搭建完成 ✅
• 下一步：下载真实 RTL → Picker 转换 → 运行测试
• 预计完成：2026-06-xx

贡献者

• 开发者：[Your Name]
• 机构：[Your Organization]
• 日期：2026-06-05

许可证

本项目采用 Apache License 2.0 开源。

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