Verification -- Basic Concepts ~ 3. Directed Verification

Directed Verification

Directed Verification 是一种功能验证，其中创建测试用例以执行数字设计的特定特性或功能。测试用例是根据规范的知识和设计的预期行为来设计的。Directed Verification 通常用于验证过程的早期阶段，即在执行随机或压力测试之前，因为他可以帮助快速识别错误并确保设计的基本功能正确。

可以使用不同类型的测试平台(例如基本文件的测试平台、线性测试或基于状态机的测试平台)来执行 Directed Verification。在 Directed Verification 平台中，测试用例经过涉及以涵盖特定场景，并且输入激励通常是预定义的。测试平台监控设计的输出，并检查它是否与每个测试用例的预期输出匹配。

下面是一个定向测试平台示例，用于测试 2-to-1 多路复用器的基本功能：

module tb();
// Declare inputs and outputs
logic a;
logic b;
logic sel;
logic out;

// Instantiate DUT
mux2to1 u_mux(a, b, sel, out);

// Test cases
initial begin
  // Test case 1: sel=0, a=1, b=0
  sel = 0;
  a   = 1;
  b   = 0;
  #1 $display("Test case 1: a=%b, b=%b, sel=%b => out=%b", a, b, sel, out);
  if (out !== a) $error("Test case 1 falid");

  // Test case 2: sel=1, a=1, b=0
  sel = 1;
  a   = 1;
  b   = 0;
  #1 $display("Test case 2: a=%b, b=%b, sel=%b => out=%b", a, b, sel, out);
  if (out !== b) $error("Test case 2 falid");

  // Test case 3: sel=0, a=0, b=1
  sel = 0;
  a   = 0;
  b   = 1;
  #1 $display("Test case 3: a=%b, b=%b, sel=%b => out=%b", a, b, sel, out);
  if (out !== a) $error("Test case 3 falid");

  // Test case 4: sel=1, a=0, b=1
  sel = 1;
  a   = 0;
  b   = 1;
  #1 $display("Test case 4: a=%b, b=%b, sel=%b => out=%b", a, b, sel, out);
  if (out !== b) $error("Test case 4 falid");

  // Finish test
  $display("All teat cases passed");
  $finish;
end
endmodule

在此示例中，测试台包括四个预定义的测试用例，用于执行多路复用器的基本功能。测试平台为每个测试用例设置输入信号，然后检查设计的输出，以确保其与预期输出匹配。如果输出与预期值不匹配，测试台将使用内置函数生成错误。运行所有测试用例后，测试平台会打印一条消息，指示所有测试用例是否通过或出现任何故障。$error

局限性
定向验证有一些局限性，这些局限性可能会影响其识别所有潜在涉及缺陷的有效性。以下是一些限制：

• 有限的测试覆盖范围：定向验证基于预定义的测试用例，这些测试用例旨在测试特定功能或方案。这意味着它可能无法涵盖所有可能的情况，这可能会导致未检测到的错误。
• 偏向于设计人员的假设：定向验证基于设计人员对设计规范和预期行为的了解。这可能会导致测试用例偏向于设计人员的假设，而这些假设可能并不总是准确的。
• 难以检测复杂 bug：定向验证可能无法有效检测需要多种功能以特定方方式交互的复杂 bug。
• 有限的可扩展性：对于更大、更复杂的设计，定向验证可能无法很好的扩展，因为创建足够的测试用例来涵盖所有可能的场景变得越来越困难。
• 耗时的测试用力创建：创建定向测试用例可能是非常耗时的，因为每个测试用例都必须经过精心设计以执行特定的功能或方案。