Recoleta
GitHub
来源笔记

UVMarvel: an Automated LLM-aided UVM Machine for Subsystem-level RTL Verification

作者
Junhao Ye, Dingrong Pan, Hanyuan Liu, Yuchen Hu, Jie Zhou, Ke Xu, et al.
来源
arXiv
发布日期
栏目
Software Intelligence
Rtl VerificationUvm AutomationCode IntelligenceLLM AgentsHardware Engineering
打开 arXivMarkdown 源文件

摘要

UVMarvel 通过使用 LLM 构建 UVM testbench 并改进激励，自动化子系统级 RTL 验证。论文声称，它在类工业子系统基准上平均代码覆盖率达到 95.65%，达到 90% 覆盖率的运行时间为 4.5 小时。

问题

  • RTL 验证消耗了约 70% 的 IC 前端工作量，而子系统级 UVM testbench 的构建仍然需要专家手工编码。
  • 以往基于 LLM 和模板的 UVM 流程主要停留在 IP 级，难以处理总线时序、IP 间依赖、协议语义和长篇角落场景序列。
  • 初始的 LLM 生成激励平均覆盖率可能低于 40%，因为它们会重复简单模式，遗漏多步子系统行为。

方法

  • UVMarvel 将规格和 RTL 转换为五部分 IR：模块名称、接口描述、寄存器配置、时序特性和功能描述。
  • 总线协议库为 APB、AHB、AXI、P-Channel 和 Q-Channel 提供 UVM 骨架，包括接口、driver、monitor 和 agent；LLM 填充 DUT 相关字段。
  • Coverage Analyser 从仿真器覆盖率报告中提取未覆盖和部分覆盖项，并把压缩后的目标交给 LLM。
  • Signal Tracker 通过 Verilog 文件追踪未覆盖信号，找到相关语句和可控的顶层 I/O 路径。
  • Verilog Patcher 围绕这些语句重建最小有效 RTL 切片，然后由 GPT-4.1、Claude 4.5 和 Gemini 2.5 Pro 生成或修复新的 UVM 序列。

结果

  • UVMarvel 在六个子系统基准上报告的平均代码覆盖率为 95.65%，这六个基准分别是 Watchdog、Pwrctrl、Cordic、IdleControl、LPctrl 和 Busremap。
  • 各设计的代码覆盖率分别为：Watchdog 98.84%、Pwrctrl 93.66%、Cordic 100%、IdleControl 94.90%、LPctrl 90.83%、Busremap 95.66%。
  • 功能覆盖率分别为：Watchdog 100%、Pwrctrl 90.64%、Cordic 100%、IdleControl 96.12%、LPctrl 89.33%、Busremap 98.27%。
  • 基准集覆盖了 APB、AHB、AXI、Q-Channel 和 P-Channel 设计，每个设计包含 3 到 10 个模块，RTL 行数约为 800 到 3000 以上。
  • 论文声称，UVMarvel 在 4.5 小时内达到 90% 代码覆盖率，比专家手工流程快 20.17 倍，不包括人工 IR 和测试规划阶段。

Link