如今，消费者对芯片的特性要求以及验证的复杂度呈同样的指数级增长。例如，消费者自然而然地会希望汽车芯片在汽车整个行驶过程中都是正常的，也并不期望因为芯片问题导致服务器宕机而无法访问到想要的数据。
这些业务上的需求，正是验证最本质上的驱动。
以一个简单的交通灯控制器为例。在经过一些市场调研之后，我们明确了交通灯控制器的原始需求：
1、当十字路口繁忙时，传感器要检测到这两条街上的交通状况。特定的时间内，两条公路上的交通灯应该是公平的。
2、每个方向灯应保持绿色1分钟。
在下图这个有缺陷的设计中，Main street上如果一直都有车辆在行驶，那么会无限锁死Elm street的交通。（这种问题在总线设计中可能很容易发生）。当然，这导致了Elm street的一场噩梦。验证工程师的工作是发现这些设计缺陷，确保最终产品符合预期。
如果不经过完备的验证，这种带有缺陷的设计会被翻译成HDL，进而翻译成门级网表，直到安装到十字路口，造成交通瘫痪。
数字芯片由很多上述这样的逻辑门组成，验证工程师的工作就是通过复杂的仿真检测出RTL实现和规格不一致的地方。
验证工程师面临的第一大挑战就是：RTL设计巨大的状态空间。
芯片中存储的内容（例如register和memory）称为芯片当前的状态，其和芯片当前的输入组合成巨大的验证空间。芯片中的下一状态由当前状态和设计输入决定。为了彻底验证芯片的功能，我们需要覆盖到芯片当前状态和设计输入的组合。
同样以上面提到的交通灯为例，只有2bit的内部状态，以及5个输入端口，所以总的验证空间为4*32个。
为了解决验证空间随着设计规模爆炸的问题，和其它解决复杂问题一样验证工程师采用各个击破的策略。一个典型的数字芯片可能有几十万个当前状态和输入信号。验证时没有必要只以整个芯片为研究对象，而是对设计进行划分，然后在设计、验证、物理实现各个方面分别处理，最后进行集成，方便管理，同时不管是在设计、验证还是物理实现上都处理地更加周全。
此外，芯片中可能还有许多状态是非法场景，即理论上或者业务上设计不可能进入的设计状态。例如上面的交通灯控制器的输出只可能是2’b01或者2’b10，即总的4*32个验证空间只有一半是合法的。
通过分析非法空间能够减少验证的工作量，同时定义illegal场景有时也能够断言出设计的故障。
作者：验证哥布林
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/P02lJ4TXa7\_GPy1wX0T4Ug
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