UVM在项目中实用的测试方法总结

目录介绍

1    概述... 1

1.1 简介... 1

1.2 目的... 1

1.3 原则... 1

2    实施流程... 1

3    分类... 1

4    实施三步走... 2

5    覆盖类型分析... 2

6    测试方法... 2

7    实例分析... 3

8    常用小技巧... 4

9    个性化思路... 5

1. 概述

1.1 简介

UVM测试从根本上说属于白盒测试，其又类似于结构测试或基于代码的测试。UVM测试是一种测试用例设计方法，我们清楚设计内部的东西以及里面是如何运作的。 

1.2 目的

通过检查软件内部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试。在程序不同地方设立检查点，检查程序的状态，以确定实际运行状态与预期状态是否一致。

1.3 原则

1）一个模块中的所有独立路径至少被测试一次。 

2）所有逻辑值均需测试true和false两种情况。（保证所有条件被运行） 

3）检査程序的内部数据结构，保证其结构的有效性。 （时序合规） 

4）在取值的上、下边界及可操作范围内运行所有循环。（covergroup可观测）

2.  实施流程

1）计划阶段：根据需求说明书，制定测试进度。 

2）设计阶段：依据程序设计说明书，按照一定规范化的方法进行模块结构划分和设计测试抽象表。  

3）执行阶段：搭建环境，输入测试用例，得到测试结果，对比测试的结果和代码的预期结果，分析错误原因，找到并解决错误。

4）总结阶段：进行覆盖率测试，查看覆盖率是否达到100%，否则增加新用例回溯。

3. 分类

UVM测试的方法总体上分为静态分析方法和动态分析方法两大类。  

1）静态分析是一种不通过执行程序而进行测试的技术。静态分析的关键功能是检查代码设计是否和设计描述一致，有无冲突或者歧义。  

2）动态分析是当环境在执行之前、之中和之后，对环境结果的分析。它显示了一个环境在运行状态下是正确还是不正确。其中最重要的技术是路径和分支测试。

4. 实施三步走

1）根据代码的功能，手动设计测试用例进行基本功能测试；（即拆解设计文档中模块的基本功能） 

2）统计UVM覆盖率，为未覆盖的路径设计测试用例，实现完整的代码覆盖，比较理想的覆盖率是实现100%语句、条件、分支、路径覆盖；（即找出遗漏的测试用例） 

3）自动生成大量随机参数的测试用例，捕捉"未处理某些特殊输入"形成的错误。（即将输入参数全部随机化，验证前两步可能存在的缺陷） 

5. 覆盖类型分析

从覆盖源程序语句的详尽程度分析，逻辑覆盖标准包括以下不同的覆盖标准：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、条件判定组合覆盖、多条件覆盖和修正判定条件覆盖。  

1）语句覆盖（Statement Coverage）：为了暴露程序中的错误，程序中的每条语句至少应该执行一次。选择足够多的测试数据，使被测程序中每条语句至少执行一次。 

2）判定覆盖（Decision Coverage）又称为分支覆盖：设计足够的测试用例，使得程序中的每个判定至少都获得一次“真值”或“假值”，或者说使得程序中的每一个取“真”分支和取“假”分支至少经历一次。  

3）条件覆盖（Condition Coverage）：在设计程序中，一个判定语句是由多个条件组合而成的复合判定，构造一组测试用例，使得每一判定语句中每个逻辑条件的可能值至少满足一次。 （交叉覆盖）

4）多条件覆盖也称为条件组合覆盖：设计足够的测试用例，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次。 

5）修正条件判定覆盖：要求满足两个条件：首先，每一个程序模块的入口和出口点都要考虑至少要被调用一次，每个程序的判定到所有可能的结果值要至少转换一次；其次，程序的判定被分解为通过逻辑操作符（||、&&）连接的条件，每个条件对于判定的结果值是独立的。 

6. 测试方法

在程序控制流图的基础上，通过分析控制构造的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例。包括以下7个步骤：

第一步：根据需求说明书，制定测试进度时间表。

第二步：根据设计说明书画出设计流图  

流程图用来描述程序控制结构。可将流程图映射到一个相应的流图，在流图中，每一个圆代表一个或多个语句。一个处理方框序列和一个菱形决测框可被映射为一个结点，流图中的箭头代表控制流。

第三步：拆解模块基础功能点，遍历所有可能的路径，同时注意取值的上下边界与可操作范围内的随机，对于特殊的个别变量（数量较少），需要使用cover_group进行全覆盖；（完成2,3步后可生成初版环境说明书）

第四步：编写抽项表，并与设计人员讨论，完成抽象补充；

第五步：UVM环境搭建与基础tc_demo的拉通；

第六步：用例编写，测试以及代码回溯；

第七步：覆盖率分析，针对未覆盖点新增用例。

从整体来看，前四步会显得更重要，如果前期分解不够彻底，那么环境编写后将会不好改动。

7. 实例分析

针对第6点的测试方法，给出以下需求，实际模拟拆分需求的步骤：

注：节点E的bit0为G路径，bit1为H路径

分析：1）该二叉树一共4条分支；（即路径遍历）

      2）每个节点位宽不同，在取值的上、下边界及可操作范围内运行所有循环。（即边界覆盖）

      3）假如E节点同时满足H与G，则满足同时覆盖；

总结：上述为基础测试分析，此外还有冲突测试（例：同时满足读写条件），压力测试（例：最大性能测试），异常测试（例：翻转测试，超过位宽测试）等。

8. 常用小技巧

1）UVM环境搭建或者用例编写时，在重要的支路都使用display或则直接断言进行打印，但是要注意打印内容的规范性（英文+用途），会加快调试进度；

2）对于log的打印最好不要写死地址，  $test$plusargs和$value$plusargs，可以大大优化测试过程；

3）对于固定的报文格式，使用java的virtual class可以使代码可读性更高，但是注意一点，代码嵌套最好是两层，超过三层就不合适了；

4）对于是否公用缓冲池，灵活使用automatic函数；

5）间接断言可使用于检验不定态，同时可以用于检验波形是否合规，其增加开发成本，在大项目中使用更具性价比；

6）修改状态机时，注意位宽的限制，最好增加打印，这样可以最快查出问题；

7）在打印的时候加入$time，记录打印时间点，方便波形定位；

8）打印数组大小或者内容，能加速调试进度。

9. 个性化思路

1）优化命名结构；

2）慎用宏定义；

3）数据禁止连续三层传递；

4）独立功能切割工作缓冲，互不干扰；

5）cover和断言（最好占据代码的三分之一）可以极大方便验证；

6）代码注释需要占据三分之一。