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出版者:

作者:Cerny, Eduard; Dudani, Surrendra; Havlicek, John

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页数:544

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价格:996.00

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isbn号码:9781441965998

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数字系统验证的基石：SystemVerilog 断言深度解析 本书名称： 深入浅出 SystemVerilog 断言技术 作者： [此处留空，或填写假定的作者名] 出版社： [此处留空，或填写假定的出版社名] --- 摘要 在当代复杂数字系统的设计与验证领域，高效、精确地描述和检查系统行为的正确性已成为至关重要的任务。传统的仿真和穷举测试方法已难以应对现代SoC（系统级芯片）的规模与复杂性。本书《深入浅出 SystemVerilog 断言技术》旨在全面、系统地阐述 SystemVerilog 断言（SVA）的理论基础、语法结构、高级应用技巧及其在形式验证和仿真验证中的实践方法。 本书不涉及任何关于“The Power of Assertions in SystemVerilog”这本书的内容，而是专注于构建一个独立、详尽且实用的SVA学习路径。我们将从最基础的并发与顺序断言概念入手，逐步深入到复杂的时序逻辑表达、覆盖率收集，以及如何利用断言来提升调试效率和代码质量。本书的最终目标是使读者能够熟练运用SVA这一强大的语言特性，构建出健壮、可读性强的设计规范和验证环境。 --- 第一部分：断言基础与SystemVerilog环境集成 第一章：验证范式的演进与断言的必要性 本章首先回顾了硬件验证方法论的发展历程，从早期的寄存器传输级（RTL）级手动检查到基于测试平台的激励生成。重点分析了传统仿真方法在处理跨时钟域交互、异步事件序列以及复杂协议合规性验证时所暴露出的局限性。 1.1 现代设计的挑战： 探讨超大规模集成电路（VLSI）的复杂度、功耗与时序收敛问题。 1.2 为什么需要形式化描述？ 介绍基于属性的时序规范（ATPG）与断言验证（Assertion-Based Verification, ABV）的核心优势。 1.3 SystemVerilog的验证扩展： 简要概述SystemVerilog相较于Verilog在验证方面的增强特性，为SVA的引入奠定基础。 第二章：SystemVerilog断言（SVA）的语法基石 本章是学习SVA的起点，详细介绍了构建有效断言所需的基本语法元素。我们将区分系统函数、属性和断言实例。 2.1 断言的类型： 区分并发断言 (Concurrent Assertions) 和顺序断言 (Immediate Assertions) 的用途与实例化方法。 2.2 内建系统函数与操作符： 深入讲解 `$rose`, `$fell`, `$stable`, `$onehot` 等基础系统函数，以及它们在描述信号边沿和状态方面的作用。 2.3 布尔表达式与属性定义： 如何使用逻辑运算符构建基础的布尔属性（Property）。属性的定义、层次结构和重用机制介绍。 第三章：时序序列的构建：序列（Sequence）的威力 序列是SVA的核心表达工具，用于描述一系列按照特定顺序发生的事件。本章将重点讲解如何构建和组合复杂的时序模式。 3.1 序列定义与操作符： 讲解序列的定义语法，包括空序列 `empty` 的应用。 3.2 关键时序操作符详解： 重叠操作符 (`&&&` / `&&`)： 区分重叠与非重叠序列的匹配逻辑。 重复操作符 (``, `+`, `?`, `[m:n]`)： 掌握任意次、一次或多次、零次或一次、固定范围重复的表达方式。 交错与选择操作符 (`` / `or` / `||`)： 描述时间间隔与选择性路径。 3.3 序列的组合与引用： 学习如何将多个序列嵌套引用，构建复杂的协议时序模型，例如A-B-C序列的重复检查。 --- 第二部分：高级时序建模与验证实践 第四章：属性的组合与时序检查 本章将属性和序列结合起来，形成完整的验证检查语句，重点讨论如何控制断言的触发时机和范围。 4.1 后续操作符 (Implication Operators)： 深度解析 蕴含操作符 (`|->` / `|=>`)。 左侧（前提）触发时，右侧（结果）是否必须在下一个时钟周期或当前周期满足。 区别非重叠蕴含 (`|->`) 和重叠蕴含 (`|=>`) 在时钟沿匹配上的差异。 4.2 属性的实例化与生命周期： 讲解 `assume`, `assert`, `check`, `cover` 四大核心关键字的用途，及其在模块实例化、层次化设计中的作用。 4.3 范围控制（Range Control）： 如何使用 `within` 和 `until` 关键字限制属性的检查范围，以适应流水线操作或握手协议的特定阶段。 第五章：跨时钟域（CDC）与异步事件的处理 在多时钟域系统中，异步信号的同步和跨域交互是常见的错误源。本章专门探讨SVA在这些场景下的应用。 5.1 时钟定义与同步域： 如何在SVA中明确指定断言所依赖的时钟域（Clocking Block的上下文关联）。 5.2 异步信号断言： 使用 `$is_x` 和 `$is_known` 来检查信号在异步边界上的亚稳态风险。 5.3 异步握手协议验证实例： 编写针对握手信号（如 `valid`/`ready`）的同步断言，确保信号的正确建立、保持和释放时序。 第六章：覆盖率收集与覆盖收敛 断言不仅用于检查错误，更重要的是用于衡量验证的充分性。本章聚焦于使用断言驱动的覆盖率收集。 6.1 断言覆盖率 (Assertion Coverage)： 介绍 `$countones`, `$onehot_count` 等系统函数在覆盖率中的应用。 6.2 属性覆盖 (Cover Property) 的编写： 如何将关键的设计状态和序列定义为可覆盖的属性。 6.3 序列覆盖 (Cover Sequence)： 对特定时序路径或协议状态的覆盖收集，以及如何利用覆盖数据指导激励的生成。 --- 第三部分：高级主题与应用集成 第七章：参数化断言与抽象级别 本章关注如何编写可重用、可参数化的断言模型，以适应不同规模和配置的设计。 7.1 使用参数和变量： 在属性和序列中引入参数（Parameter）和局部变量（Local Variables），实现断言模板化。 7.2 层次化断言与抽象： 讲解如何通过接口（Interface）或层次路径引用，在顶层模块中检查底层模块的局部断言。 7.3 属性的禁用与启用： 讨论如何使用编译时开关（`ifdef`）或运行时机制（例如使用 `default disable`）来控制断言的激活，以优化仿真性能。 第八章：与形式验证工具的集成（Formal Verification） SVA是形式验证工具（Model Checking）的主要输入语言。本章解释了SVA属性如何被转化为可判定的数学模型。 8.1 SVA属性到契约（Contract）的转换： 解释形式验证工具如何解析 `assume`（输入契约）和 `assert`（输出契约）。 8.2 形式验证中的约束与假设： 如何利用SVA的 `assume` 来指导求解器，减少状态空间爆炸。 8.3 调试和反例生成： 当形式验证工具发现违例时，如何分析生成的证明路径（Witness），并将其映射回SVA代码进行调试。 第九章：调试与生产环境中的断言使用 本章关注断言在实际工程流程中的应用，特别是在仿真调试和生产测试中的作用。 9.1 运行时断言违例的分析： 详细说明仿真器报告违例时提供的关键信息（时间戳、失败的属性路径、堆栈信息）。 9.2 调试技巧： 如何利用序列绑定（Sequence Binding） 和属性覆盖率来快速定位问题源头，避免“假阳性”或“假阴性”的结果。 9.3 性能考量： 在大型模块仿真中，如何在保持验证完备性和保证仿真速度之间取得平衡（例如，仅在关键路径上启用详细断言）。 --- 结论：构建下一代验证方法论 本书提供了一个全面的、独立的SVA技术栈。通过对这些工具和语法的深入理解，读者将能够超越简单的“信号监控”，转而构建以属性为中心的验证方法论。掌握SVA意味着能够用清晰、无歧义的语言描述设计意图，从而显著提高设计的健壮性和验证的效率，为开发复杂的、高可靠性的数字产品打下坚实的基础。本书鼓励读者将SVA视为一种强大的设计表达语言，而非仅仅是调试工具。

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这本书的标题《The Power of Assertions in SystemVerilog》本身就充满了吸引力，特别是对于我们这些在数字设计和验证领域摸爬滚打多年的工程师来说。每次看到“Assertion”这个词，都会想起那些曾经让我头疼的Bug，以及那些花费大量时间才找到的关键时序问题。SystemVerilog的断言（Assertions）无疑是解决这些挑战的强大武器，它能够帮助我们在设计早期就捕获许多潜在的问题，从而大大缩短验证周期，提高设计质量。虽然我还没有深入阅读这本书，但仅仅从书名就可以预见，它会提供一套系统性的方法论，指导我们如何有效地利用SystemVerilog的断言功能。我期待书中能够详细讲解断言的语法、语义，以及如何根据不同的设计场景编写出高质量、可重用的断言。特别想看到书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的讨论，这对于衡量验证的完备性至关重要。我希望书中能提供一些实际的项目案例，展示断言如何在真实的设计流程中发挥作用，比如如何使用断言来检查总线协议、状态机行为、公平性等。此外，我也很关心书中关于断言的调试技巧，毕竟写出断言是一方面，能够快速定位断言失败的原因更是关键。这本书会不会涵盖如何将断言集成到现有的验证环境中，以及如何与仿真器、形式验证工具协同工作？这些都是我非常感兴趣的方面，期待书中能有精彩的解答。总而言之，这本书的出现，对于我这样渴望提升验证效率和设计可靠性的工程师来说，无疑是一场及时雨，它承诺将SystemVerilog的断言能力发挥到极致，帮助我们构建更健壮、更易于验证的数字系统。

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在数字集成电路设计的复杂世界里，确保设计的正确性始终是工程师面临的最大挑战之一。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的标题，直接触及了解决这一挑战的核心工具——SystemVerilog断言。我期待这本书能为我提供一套系统性的指导，帮助我深入理解并掌握断言的强大能力。我希望书中能够详细介绍SystemVerilog断言的语法和语义，以及如何利用它们来表达设计中的各种关键属性和行为。我想了解如何编写能够捕捉细微时序错误、协议违规以及其他复杂逻辑错误的断言。这本书是否会提供关于断言的重用策略和最佳实践，以及如何将断言有效地集成到复杂的验证环境中，例如UVM？我对书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的讨论尤为关注，希望能够学习如何通过断言覆盖率来衡量验证的完备性，并利用它来指导验证的重点。此外，我也非常希望书中能提供一些关于断言调试的实用技巧和经验，帮助我们能够更快速、更准确地定位和解决断言失败的问题。这本书的出现，为我提供了一个绝佳的学习机会，我对其内容充满期待，相信它将成为我工作中的重要参考。

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作为一名在硬件验证领域工作多年的工程师，我深知在复杂SoC设计中，发现和解决关键时序和协议相关问题的难度。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的出现，无疑为我提供了一个深入学习和掌握SystemVerilog断言强大功能的绝佳机会。我期待书中能够详细阐述SystemVerilog断言的核心概念，包括如何编写清晰、准确且可维护的断言来覆盖设计中的各种关键属性。我想了解如何利用断言来捕捉那些隐藏在复杂交互中的潜在错误，例如，数据路径中的时序违规、状态机的异常转移以及接口协议的不合规行为。这本书是否会提供关于如何构建可重用断言模块，以及如何将断言有效地集成到UVM等验证框架中的详细指导？我对书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的深入讲解非常感兴趣，希望能够学习如何量化断言的有效性，并利用覆盖率数据来指导后续的验证策略。同时，我也非常期待书中能够分享一些关于断言调试的实用技巧和最佳实践，帮助我们能够更快速、更准确地定位和解决断言失败的问题。我相信，通过阅读这本书，我将能够显著提升我的验证技能，为设计出高质量、可靠的数字产品贡献更多力量。

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我一直对SystemVerilog的断言（Assertions）抱有浓厚的兴趣，因为我亲身体验过它们在早期发现设计缺陷方面所能发挥的巨大作用。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的出现，正好契合了我希望深入理解断言技术的愿望。我期待这本书能够全面地介绍SystemVerilog断言的方方面面，从基础的语法和概念，到高级的应用和技巧。我想了解如何利用断言来捕捉那些在传统仿真测试中难以发现的微妙错误，例如，竞态条件（Race Conditions）、死锁（Deadlocks）以及不公平的资源访问等。这本书是否会深入讲解如何构建可重用的断言模块，以及如何将它们有效地集成到大型的设计和验证环境中？我尤其关注书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的详细阐述，了解如何通过断言覆盖率来衡量验证的完备性，并指导后续的验证工作。同时，我也希望书中能够提供一些关于断言调试的实用建议和技巧，帮助我们快速定位和解决断言失败的问题，从而缩短调试时间。这本书会不会包含一些关于如何将断言应用于形式验证（Formal Verification）的讨论，或者如何将SystemVerilog断言与形式验证工具相结合，以达到更高级别的验证效果？我非常期待这本书能够为我提供一套完整的断言编写和应用指南，帮助我成为一名更优秀的验证工程师，为设计出高质量、可靠的数字系统做出贡献。

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一直以来，SystemVerilog的断言（Assertions）都是我心中一个既熟悉又有些神秘的领域。熟悉，是因为在许多现代数字设计流程中，断言的使用已经成为一种趋势，甚至是一种必需；神秘，则是因为要真正掌握断言的精髓，写出既有效又易于维护的断言，确实需要深入的学习和实践。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的出现，让我看到了一个全面掌握这一强大工具的希望。我非常期待书中能够详细介绍SystemVerilog断言的核心概念，包括属性规范语言（PSL）的集成，以及如何利用SystemVerilog的特有语法来表达各种验证意图。我想了解如何使用断言来覆盖设计中的各种属性，例如，如何编写断言来确保特定的操作序列总是发生，或者某些状态组合永远不会出现。这本书会不会深入探讨断言的类型，包括并发断言（Concurrent Assertions）和过程断言（Procedural Assertions），以及它们各自的优缺点和适用场景？另外，我非常好奇书中会提供哪些关于断言的重用策略，毕竟在大型项目中，能够高效地重用验证组件是至关重要的。这本书会不会提供一些关于如何将断言集成到UVM（Universal Verification Methodology）验证环境中，以及如何结合SystemVerilog的事件驱动建模来创建更强大的验证环境？我特别想学习书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的详细讲解，了解如何测量断言的有效性，以及如何利用覆盖率数据来指导验证方向。总而言之，这本书在我看来，是一本能够帮助我从“了解断言”迈向“精通断言”的宝贵资源，我对其内容充满期待，相信它能为我未来的设计和验证工作带来巨大的价值。

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我最近一直在寻找一本能够深入剖析SystemVerilog断言（Assertions）的著作，而《The Power of Assertions in SystemVerilog》的出现，正是我苦苦追寻的答案。在复杂的SoC设计中，传统的测试平台方法往往难以捕捉到一些细微但关键的设计错误，尤其是那些与时序相关的、非局部的错误。断言作为一种声明式语言，允许我们在设计中嵌入对特定属性和行为的检查，这极大地增强了我们发现和诊断问题的能力。我非常期待这本书能够提供关于如何构建强大、有效的断言的宝贵见解。我想了解如何编写能够捕获各种类型错误的断言，从简单的时序检查到复杂的协议合规性验证。这本书会不会深入讲解SystemVerilog断言的内置属性，比如`always`, `nexttime`, `s_eventually`, `never`等，并展示它们在实际设计中的应用？此外，对于高级用户，书中是否会涉及如何创建自定义的属性（Custom Properties）和序列（Sequences），以及如何将它们组合起来形成更复杂的验证场景？我特别关心书中关于断言在不同验证阶段的应用，例如是在RTL设计阶段进行初步检查，还是在更高级的验证环境中进行更全面的验证？这本书会不会提供一些关于断言调试的技巧和最佳实践，帮助我们快速定位和解决断言失败的问题？例如，如何利用仿真器的调试功能来分析断言的触发条件和失败原因？我相信，通过学习这本书，我能够显著提升我在SystemVerilog断言方面的技能，从而更有效地为我的设计项目做出贡献，确保交付高质量、高可靠性的数字产品。

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我对SystemVerilog断言（Assertions）一直抱有浓厚的兴趣，因为它们为设计验证带来了前所未有的强大能力，能够帮助我们在早期发现并解决潜在的问题。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的出现，正是我渴望深入探索这一领域的契机。我期待书中能够全面介绍SystemVerilog断言的语法、语义以及其在数字设计验证中的应用。我想了解如何编写能够捕捉各种复杂设计行为的断言，包括时序检查、协议合规性验证、公平性保证等。这本书是否会深入讲解如何构建模块化、可重用的断言，以及如何将它们有效地集成到现有的验证流程和平台中，例如UVM？我对书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的详细阐述非常期待，希望能学习到如何通过断言覆盖率来衡量验证的完备性，并利用覆盖率数据来指导验证的优化。此外，我也非常关注书中关于断言调试的实用技巧和策略，了解如何快速定位和解决断言失败的问题，从而缩短调试周期。这本书的出版，为我提供了一个全面掌握SystemVerilog断言技术的宝贵机会，我对其内容充满了期待，相信它将极大地提升我在数字验证领域的专业能力。

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我一直在关注SystemVerilog断言（Assertions）的发展，并认识到它们是提升设计验证效率和质量的关键技术。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的出现，正是我寻求深入理解和掌握这一技术的最佳途径。我期待这本书能够从基础概念到高级应用，全面地阐述SystemVerilog断言的威力。我想了解如何编写能够捕捉各种类型错误的断言，例如，如何验证时序的时序边界、状态转移的有效性以及接口协议的合规性。这本书是否会深入探讨如何构建模块化、可重用的断言，以及如何将其无缝集成到现有的验证环境中，特别是UVM验证平台？我对书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的讲解非常期待，希望能够学习到如何有效地衡量断言的测试质量，并利用覆盖率数据来指导进一步的验证工作。此外，我也非常关注书中关于断言调试的技巧和策略，了解如何快速定位和解决断言失败的原因，以缩短调试周期。这本书的内容，如果能包含一些关于断言在形式验证中的应用，或者如何将SystemVerilog断言与形式验证工具结合使用，那就更加完美了。总而言之，我相信这本书能够为我提供一套全面而深入的SystemVerilog断言知识体系，帮助我成为一名更加高效和专业的验证工程师。

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在数字设计领域，随着设计的复杂度不断攀升，确保设计的正确性和可靠性变得越来越具有挑战性。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的标题，直接点出了SystemVerilog断言在应对这些挑战中所扮演的关键角色。我渴望通过阅读这本书，全面掌握SystemVerilog断言的强大能力，并将其有效地应用于我的工作实践中。我期待书中能够深入讲解如何编写清晰、准确且可维护的断言，以覆盖设计中的各种关键属性和行为。我想了解如何利用断言来捕捉那些隐藏在复杂交互中的时序错误，以及如何验证设计是否符合预期的协议规范。这本书是否会提供关于如何构建可重用断言库，以及如何将断言集成到不同的验证方法学（如UVM）中的详细指导？我对书中关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的讨论尤其感兴趣，希望能够学习到如何量化断言的有效性，并利用覆盖率数据来指导验证的深入和优化。同时，我也希望书中能够提供一些关于断言调试的实用技巧和最佳实践，帮助我们能够快速准确地定位和解决断言失败的问题，从而提高验证效率。这本书的出版，无疑为我提供了一个学习和掌握SystemVerilog断言的绝佳机会，我对其内容充满期待，相信它能为我的职业发展带来重要的帮助。

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作为一名长期从事数字集成电路设计的工程师，我深知在复杂设计中捕捉和解决时序相关错误和协议违规的挑战。《The Power of Assertions in SystemVerilog》这本书的标题本身就暗示了它将成为一本关于如何有效利用SystemVerilog断言来提升设计质量和验证效率的权威指南。我期待这本书能够提供一套系统性的方法论，指导我如何从零开始构建强大的断言，并将其应用于实际的设计流程中。我想了解书中是否会详细阐述SystemVerilog断言的语法和语义，包括如何利用各种内置属性和操作符来表达设计中的关键行为和约束。特别关注书中关于如何编写能够捕获关键设计错误的断言，例如，如何确保数据总线上的读写操作在正确的时序下进行，或者如何验证状态机是否按照规范的逻辑进行转换。这本书会不会提供关于断言覆盖率（Assertion Coverage）的深入讨论，以及如何通过收集和分析覆盖率数据来评估验证的完备性？我同样对书中关于断言的调试技巧和最佳实践很感兴趣，了解如何快速定位断言失败的原因，以及如何通过断言来辅助其他调试过程。我希望书中能够包含一些实际的项目案例，展示断言在不同类型的IP核或SoC设计中的应用，以及如何将断言集成到现有的验证平台中，例如UVM环境。这本书的出版，对于我来说，是一个提升自身技能，应对日益复杂的设计挑战的绝佳机会，我对其内容充满期待，相信它能为我带来诸多启发。

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