systemverilog学习--- coverage（覆盖率）

覆盖率是一个量化指标，用于判定验证的进度。

覆盖率

覆盖率指的是满足条件的验证对象所占的比例，有两种覆盖率的尺度，分别为：

• 代码覆盖率
• 功能覆盖率

代码覆盖率

代码覆盖率指的是设计代码有多少被验证了。包括设计模块designblock的执行、代码行数，条件分支，有限状态机、翻转和路径，仿真器可以自动的从设计代码中提取代码覆盖率。

功能覆盖率

功能覆盖率是用户自定义的尺度，用来测量design sepcification多少被测试了。功能实质上由信号的值来表示，如实际问题我们会通过状态机编码来解决，因此功能覆盖率我们可以通过采样信号的值，看它是否出现了所有可能的值。
功能覆盖率的模型是通过Covergroup结构来定义的。这个结构只需要定义一次，可以在不同的语境下创建多个实例。和类是类似的，一旦被定义，我们需要使用new()操作符来创建实例，covergroup可以在module,program,interface或者类中。每个covergroup可以包括：

• 同步覆盖点的采样的clocking event
• 一系列的覆盖点
• 覆盖点之间的交叉覆盖（cross coverage）
• 可选的形式参数（optimal formal arguments）
• 覆盖选项

功能覆盖率的例子

covergroup cov_grp @(posedge clk);
	cov_p1: coverpoint a;
endgroup

cov_grp cov_inst = new();
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上面例子中，覆盖组cov_grp的时钟事件为clk上升沿，覆盖点为a。

covergroup cov_grp;
	cov_p1: coverpoint a;
endgroup
cov_grp cov_inst = new();
@(abc) cov_inst.sample();
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上面例子表明可以在覆盖组外面定义时钟事件，通过方法sample进行采样。

class myTrns;
    
    rand bit [3:0]  mode;
    rand bit [1:0]  key ;
    
    function display();
        $display("[%0tns] mode = 0x%0h, key = 0x%0h", $time, mode, key);
    endfunction
    
    covergroup display();
        coverpoint mode{
        bins featureA = {0};
        bins featureB = {[1:3]};
        bins common[] = {4:$};
        bins reserve = default;
        }
        coverpoint key;
    endgroup
endclass

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再看一个类内实例，类myTrns中有两个随机变量mode和key，在覆盖组中定义了覆盖点mode，理论上随机变量mode 4bit，共有16中取值，即0-15，通过bins关键词将取值规划为不同的feature特征。

定义采样点

一个覆盖组里面可以包含一个或者多个覆盖点，一个采样点可以是一个整数变量也可以是一个整型表达式。每个采样点都和一个“bin”联系在一起，在每个采样时钟，仿真器都会增加这个bin的值。bins可以自动创建，也可以显示定义。

module cov;

    logic       clk     ;
    logic [7:0] addr    ;
    logic       wr_rd   ;
    
    covergroup cg @(posedge clk);
        c1: coverpoint addr;
        c2: coverpoint wr_rd;
    endgroup:cg
    cg cover_inst = new();
    ...
endmodule
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上面的例子中，addr共有256种取值，工具会自动创建bins。c1.auto[0] c1.auto[1] c1.auto[2] … c1.auto[255]
for wr_rd: c2.auto[0]。
除了默认指定之外，我们也可以通过bins关键字来显示的指定一个变量的bins。

如上面的例子所示，当addr = 0,2,7时，b1会自增。b2[3]创建了三个bins，即b2[0],b2[1],b2[2]。他们对应的取值分别为（11，12，13），（14，15，16），（17，18，19，20），平分取值。当b3为30-40,50-60,77这些值的时，b3会自增。b4也创建了三个bins,其中逗号隔开，其中b4[0]为79:99会自增，b4[1]为110：130会自增，140时b4[3]会递增。

bins除了指定数值之外，还可以使用序列作为一个bins。用序列表示时使用=>表示先后关系。比如value1=>value2，它表示覆盖点的值从数值1到数值2的转换。在上面的例子种，b1当addr的值从10变到20，再到30的时候递增。b2则是创建了两个bins，通过逗号来区分不同的元素。b3递增的条件有四种，即b3 = 1=>6 or 1=>7 or 5=>6 or 5=>7。

我们还可以排除一些不可能的bins,通过ignore_bins指定。还可以指定不合理的bins，通过illegal_bins指定。