I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.   9 ,   No .   2 J u l y   20 20 ,   p p .   1 5 3 ~ 1 5 7   I SS N : 2 0 8 9 - 4864 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 9 .i 2 . p p 153 - 1 5 7          153       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JR E S   A sy ste m  verilo g   a ppro a ch f o r veri ficatio n of  m e m o r y  contro ller       So w m y a   K   B G a g a na   P   De p a rt m e n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   R V   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   3 ,   2 0 20   R ev i s ed   Ma r   1 9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   A p r   11 ,   2 0 2 0       M e m o r y   p e r f o rm a n c e   h a s   b e c o m e   th e   m a jo b o tt len e c k   to   i m p ro v e   th e   o v e ra ll   p e rf o r m a n c e   o f   th e   c o m p u ter  sy ste m .   B y   u sin g   m e m o r y   c o n tro ll e r,   th e re   is  e ff e c ti v e   c o n tro o f   d a ta  b e tw e e n   p ro c e ss o a n d   m e m o ry .   In   th is  p a p e r,   a   m e m o r y   c o n tro ll e f o in terf a c in g   S y n c h ro n o u S tatic   Ra n d o m   A c c e ss   M e m o r y   (S S RA M ),   S y n c h ro n o u Dy n a m i c   Ra n d o m   A c c e s M e m o r y   (S DRA M ),   Re a d   On l y   M e m o r y   (ROM)  a n d   F L A S w h ich   is  El e c tri c a ll y   Eras a b le  P ro g ra m m a b le  Re a d - O n ly   M e m o r y   is   d e sig n e d   a n d   a   c o v e ra g e   d riv e n   Co n stra in ra n d o m   v e ri f ic a ti o n   e n v iro n m e n is  b u il f o t h e   d e sig n e d   m e m o r y   c o n tro ll e r.   V e rif ica ti o n   p la y s a n   i m p o rtan ro le i n   a n y   d e si g n   f lo w   a s   it   is  d o n e   b e f o re   sili c o n   d e v e l o p m e n t.   It  is  d o n e   a ti m e   o f   p ro d u c t   d e v e lo p m e n f o q u a li ty   c h e c k in g   a n d   b u g   f ix in g   in   d e sig n .   K ey w o r d s :   C o n f i g u r atio n   r eg is ter s   C o v er ag r ep o r   R A M   R OM   Ver if icatio n   en v ir o n m e n t   W is h b o n i n ter f ac e   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   So w m y B ,   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,   R C o lle g o f   E n g i n ee r i n g ,     B en g al u r u ,   Kar n a tak a,   I n d ia.   E m ail:  k b . s o w m y a @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h T h m e m o r y   co n tr o ller   is   d ig ital  cir cu it  t h at  m an a g es   th f lo w   o f   d ata  g o in g   to   an d   f r o m   th e   co m p u ter ' s   m a in   m e m o r y .   A   m e m o r y   co n tr o ller   ca n   b s e p ar ate  ch ip   o r   in teg r ated   i n to   an o th er   c h ip .   I f   it   i s   an   in te g r al  p ar o f   m icr o p r o ce s s o r   it  is   u s u all y   ca lled   an   i n teg r ated   m e m o r y   co n tr o ller   ( I MC).   I ac ts   as  an   in ter f ac b et w ee n   t h p r o ce s s o r   an d   ex ter n al  p er ip h er als f o r   ac ce s s in g   m e m o r y .   L iter at u r r ev ie w   is   d o n e,   I n   [ 1 ]   th au th o r   s p ec if ie s   ab o u t h s p ec if icatio n s   r eq u ir ed   f o r   th d esig n   o f   m e m o r y   co n tr o ller   l ik e   th e   co n f ig u r atio n   o f   r eg i s ter s   a n d   th e   ad d r ess   r an g f o r   ea c h   o f   th e m .   I t   also   g a v e   th i n f o r m atio n   ab o u h o w   to   co n n ec v ar io u s   m e m o r y   d e v i ce s   to   th Me m o r y   C o n tr o ller .   I t a ls o   s p ec if ied   t h clo ck   f r eq u e n c y   a n d   o th er   co n s tr ai n ts   p er tai n in g   to   m e m o r y ,   f o r   ex a m p le  th r e f r es h   c y cle  ti m p er io d   f o r   SDR A M   ( s y n c h r o n o u s   d y n a m ic  r a n d o m - ac ce s s   m e m o r y ) .   I n   [ 2 ]   th a u th o r   g av a n   i n s i g h o f   I n te g r ated   Me m o r y   C o n tr o ller   ( I MC)  w h ich   s u p p o r ts   DDR3   p r o to co ls   w it h   t w o   i n d ep en d en t,  6 4 - b it  w id c h an n el s   ea c h   ac ce s s i n g   o n o r   t w o   DI MM s .   T h ty p o f   m e m o r y   s u p p o r ted   b y   th p r o ce s s o r   is   d ep en d en o n   t h P C H   SKU  i n   t h tar g et   p latf o r m .   T h m e m o r y   co n tr o ller   h a s   a n   ad v an ce d   co m m a n d   s c h ed u ler   w h er all  p e n d in g   r eq u ests   ar ex a m i n ed   s i m u lt an eo u s l y   to   d eter m i n t h m o s ef f icie n r eq u est  to   b is s u ed   n e x t.  I n   [ 3 ]   th e   au th o r   e x p lai n s   t h b as ic  f u n ctio n alit y   o f   SD R   SDR AM   ( s tan d ar d   s i n g le  d ata  r ate - s y n ch r o n o u s   d y n a m ic  r an d o m - ac ce s s   m e m o r y )   d ev i ce s ,   s u c h   as  th co m m a n d   s tr u ctu r e.   I n   ad d itio n   to   th is ,   DD R   ( d o u b le  d ata  r ate)   SDR A M s   co n tain   s e v er al  en h an ce m e n t s   li k Do u b le  d ata  r ate,   So u r ce   s y n ch r o n o u s   o p er atio n ,   L o w   v o lta g e   s ig n ali n g   an d   Di f f er en t ial  clo c k s .   I n   [ 5 ]   in   th is   co n s tr ain ed   r an d o m   v er if icat io n ,   w h ic h   is   c r ea ted   b y   m ea n s   o f   v er i f ica tio n   m et h o d o lo g y   m a n u al  ( VM M)   f o r   s y s te m   v er il o g   an d   class if icatio n   tr ee s ,   i s   r eu s ab le,   s ca lab le,   co n f i g u r ab le  an d   ca n   r ed u ce   ti m o f   v er if ica tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   153     15 7   154   2.   VE RIF I CA T I O E NVI RO NM E NT   F O M E M O RY  C O NT RO L L E R   T h f u n c tio n ali t y   o f   th b lo ck s   ar ex p r ess ed   as:    Gen er ato r T h is   g e n er ates  s ce n ar io s   o r   test   ca s e s   s u c h   as  r e g is ter   r ese t,  r eg is ter   r ea d   w r ite ,   s r a m   r ea d   w r ite,   s d r a m   r ea d   w r ite,   f las h   r ea d   w r ite,   s y n ch r o n o u s   m e m o r y ( r o m )   r ea d   w r i te,   all  c h i p   s elec ts   co n n ec ted   w it h   d i f f er e n m e m o r ies,  s u s p en d   an d   r esu m t es t.  Fig u r 1   p r esen ts   t h b lo ck   d iag r a m   o f   m e m o r y   co n tr o ller .   Dr iv er   ( B FM) T h o n l y   b lo ck   w h ich   i s   d r iv i n g   t h s ce n ar io   to   th DUT   is   th b u s   f u n ctio n alit y   m o d el  w h ic h   m o d els t h w i s h b o n b u s .   Fig u r e   2   s h o w s   v er i f icatio n   en v ir o n m en t f o r   m e m o r y   c o n tr o ller .           Fig u r 1 B lo ck   d iag r a m   o f   m e m o r y   co n tr o ller   [ 1 ]       Fig u r e   2 .   Ver if icatio n   e n v ir o n m en t f o r   m e m o r y   co n tr o ller       Mo n ito r : T h is   is   m o n ito r in g   t h s ig n al  le v el  in f o r m at io n   t h at  is   th w i s h b o n s i g n al s   C o v er ag ( F u n ctio n a co v er a g e) ch ec k   i f   all  t h f u n ct io n alities   o f   th d es ig n   ar co v e r ed   o r   n o t.   T h is   in cl u d es in d i v id u a l si g n a l c o v er ag e,   r eg is ter   f ield   co v er ag an d   s ce n ar io   co v er ag e   R eg i s ter   m o d el:  T h is   m o d el  is   th test   b en c h   eq u iv ale n r e p r esen tatio n   o f   d esi g n   r eg i s te r s   b y   th e ir   in d iv id u al  f ield s .   R ef er e n ce   m o d el:  I is   m o d el  co n ce iv ed   in   a n   ea r l y   p h ase,   b e f o r t h R T L   i m p le m en tatio n ,   ass u m ed   as  id ea l.  I s i m u lates   th DUT   at  h ig h   lev e o f   a b s tr ac tio n ,   th at  i s ,   cr ea tin g   r ef er en ce   o u tp u u s i n g   r eg is ter   m o d el.   C h ec k er T h is   d o es  t h co m p ar in g   o f   th ac tu al  o u tp u o f   DUT   w ith   th e x p ec ted   o u tp u g i v en   t h e   r ef er en ce   m o d el.   Sco r eb o ar d T h is   is   r esp o n s ib le  f o r   k ee p in g   a   tr ac k   o f   p ass / f ail  tr an s ac tio n   co u n ts ,   th at   is ,   if   all  th e   f ield s   i n   t h tr an s ac tio n   m atc h es  w i th   t h e x p ec ted   tr an s ac tio n ,   th e n   o n l y   t h te s tcase  i s   s aid   to   b p ass ed .   T h is   is   i m p le m e n ted   as a   p ar t o f   ch ec k er .   Ass er tio n s T h is   is   f o r   ch ec k i n g   s ig n al  le v el  p r o to co b eh av io r .   T h er ar tw o   th in g s   i n   ch ec k in g   t h e   s ig n al  b e h av io r ,   t h at  i s ,   p o s i tiv c h ec k   w h er it s   c h ec k i n g   i f   D UT   is   d o in g   w h at  it   is   e x p ec ted   to   d o   an d   a   n eg at iv ch ec k   w h er it s   ch ec k in g   i f   DUT   is   d o in g   an y th i n g   t h at  it  is   n o ex p ec ted   to   d o   o r   f o r   an y   u n i n te n d ed   s id ef f ec ts   a f ter   d o in g   w h at  it s   e x p ec ted   to   d o .       3.   T E ST   P L AN   I n   T h f o llo w i n g   ar th li s t o f   test ca s es  i m p le m e n ted :     3. 1 .     T est_ re g is t er _ re s et   I n   th is   te s tcase,   th r eset  s i g n al  is   ap p lied   an d   r elea s ed   s o   as  to   v er if y   i f   th r eg i s ter   co n ten ts   ar ac tu all y   r eset o n   ap p l y i n g   s y n ch r o n o u s   r eset  s ig n al  a s   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       A   s ystem  ve r ilo g   a p p r o a ch   fo r   ve r ifica tio n   o f m emo r co n tr o ller   ( S o w mya   K   B )   155       Fig u r e   3 .   R eg i s ter   r eset te s tca s e       3 . 2   T est_ re g is t er _ w rit e _ re a d   I n   th i s   test ca s e,   w r i te  an d   r ea d   o p er atio n s   ar p er f o r m ed   to   th r eg is ter s   to   ch ec k   f o r   d ata  co r r u p tio n ,   th at  i s ,   if   t h d ata  w r itte n   to   p ar ticu lar   ad d r ess   is   t h s a m w h e n   r ea d   b ac k   f r o m   t h s a m e   lo ca tio n   as  s h o w n   in   Fi g u r 4 .           Fig u r e   4 .   R eg i s ter   w r i te - r ea d   t estcase       3. 3   T est_ a ll_ chips elec t s _ s ra m   I n   th is   tes tcase,   w r i te  an d   r ea d   o p e r atio n s   ar p er f o r m ed   to   th SR A ch ip s   co n n ec te d   s o   as  t o   ch ec k   f o r   d ata  co r r u p tio n   o n l y   af ter   co n f ig u r in g   t h r eg i s ter s   to   o p er ate  f o r   SR A as s h o wn   in   Fig u r 5 .           Fig u r e   5 .   SR A w r ite - r ea d   test ca s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   153     15 7   156   3. 4   T est_ a ll_ chips elec t s _ s d ra m   I n   th i s   test ca s e,   w r ite  a n d   r ea d   o p er atio n s   ar p er f o r m ed   to   th SDR AM   ch ip s   co n n ec te d   s o   as  to   ch ec k   f o r   d ata  co r r u p tio n   o n l y   af ter   co n f ig u r in g   t h r eg i s ter s   to   o p er ate  f o r   SDR A as s h o w n   i n   Fi g u r 6 .           Fig u r e   6 .   SDR A w r ite - r ea d   test ca s e       3 . 5   T est_ a ll_ chips elec t s _ f la s h   I n   t h is   test ca s e,   w r ite  a n d   r ea d   o p er atio n s   ar p er f o r m ed   to   th F L A SH   to   ch ec k   f o r   d ata   co r r u p tio n   af ter   co n f ig u r i n g   t h r eg i s ter s   to   o p er ate  f o r   FL ASH      3 . 6   T est_ a ll_ chips elec t s _ ro m   I n   th i s   test ca s e,   w r i te  an d   r ea d   o p er atio n s   ar p er f o r m ed   to   th R OM   c h ip s   co n n ec ted   s o   a s   to   ch ec k   f o r   d ata  co r r u p tio n   o n l y   af ter   co n f i g u r in g   t h r e g is ter s   to   o p er ate  f o r   R OM .     3 . 7   T est_ a ll_ chips elec t s _ diff er ent _ m e m o rie s   I n   th is   te s tcase,   w r ite   an d   r ea d   o p er atio n s   ar p e r f o r m ed   to   all  th f o u r   d i f f er en m e m o r y   ch ip s ,   t h at   is ,   S R A M,   SDR AM ,   F L ASH,   R OM   co n n ec ted   s o   a s   to   c h e ck   f o r   d ata  co r r u p tio n   o n l y   af ter   co n f i g u r in g   th e   r eg is ter s   to   o p er ate  f o r   d if f er e n m e m o r ies .     3 . 8   T est_ s us pend _ re s u m e   I n   th is   te s tcase,   af ter   co n f ig u r in g   t h r eg i s ter s   to   o p er ate  f o r   d if f er e n m e m o r ie s ,   t h s u s p en d   s i g n al   is   p u lled   h i g h   af ter   o n w r ite  o p er atio n   an d   af ter   th at  r ea d   o p er atio n   is   p er f o r m ed .   T h is   t estcase  ca n n o r ea d   th d ata,   as th o p er atio n   w h ic h   w as s u s p e n d ed   is   n o t r es u m ed   as sh o w n   i n   Fi g u r 7 .           Fig u r e   7 .   Su s p e n d   an d   r esu m e   test ca s e       4.   CO NCLU SI O N     A   r e u s ab le,   s ca lab le  a n d   co n f ig u r ab le  e n v ir o n m en an d   a   c o v er ag e - d r i v en   co n s tr ain t   r an d o m - b ased   co v er ag m o d el  ar t h u s   p r ese n ted   to   v er i f y   t h f u n ct io n s   o f   m e m o r y   co n tr o ller   i n   m ic r o p r o c ess o r   in   th is   p ap er .   I t’ s   p r o v ed   b y   th r e s u l ts   th a th i s   m eth o d   u s ed   to   v er if y   m e m o r y   co n tr o ller   is   m o r e   ti m e - e f f ic ien th a n   th d ir ec ted   test   m e th o d .   Fu tu r w o r k   i n   th i s   d ir ec tio n   in v o l v es  d ev elo p in g   an   al g o r ith m   f o r   au to m at ic   g en er atio n   o f   m e m o r y   ac ce s s   g r o u p s ,   g i v e n   s et  o f   m e m o r y   ti m i n g s   an d   b u r s s ize .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       A   s ystem  ve r ilo g   a p p r o a ch   fo r   ve r ifica tio n   o f m emo r co n tr o ller   ( S o w mya   K   B )   157   RE F E R E NC E S     [1 ]   Ru d o lf   Us se l m a n n ,   M e m o r y   Co n tro ll e I P   C o re ,   Op e n   C o re s Re v isio n . 1 . 7   Ja n u a ry   2 1 ,   2 0 0 2 .   [2 ]   2 n d   G e n e ra ti o n   I n tel®  Co re   P r o c e ss o F a m il y   De s k to p ,   In tel®  P e n ti u m ®  P r o c e ss o F a m il y   De s k to p ,   a n d   I n tel®   Ce lero n ®  P r o c e ss o F a m il y   De s k to p   Da tas h e e t,   Vo lu m e   1 ,   2 0 1 5 .   [3 ]   Ba rb a ra   Jo h n so n ,   M S C 7 1 1 x   M e m o r y   Co n tro ll e Us a g e   G u id e li n e S u p p o rti n g   Do u b le  Da ta  Ra te  ( DD R)  S DR A M   De v ice s” ,   NX P ,   Re v isio n .   1 ,   3 /2 0 0 7 .   [4 ]   K.  Kh a li f a ,   H.  F a w z y ,   S .   El - A sh ry ,   K.  S a lah ,   " M e m o r y   c o n tro ll e r   a rc h it e c tu re s:  A   c o m p a ra ti v e   stu d y " ,   8 th   IEE E   De sig n   a n d   T e st S y mp o siu m,   De c   2 0 1 3 .   [5 ]   Yin g p a n   W u ,   L ix in   Yu ,   L id o n g   L a n ,   a n d   Ha iy a n g   Zh o u :   A   Co v e r a g e - Dri v e n   Co n stra in t   Ra n d o m - Ba se d   F u n c ti o n a V e rif ica ti o n   M e th o d   o f   M e m o r y   Co n tro ll e r”   in   Pro c .   1 9 th   IEE E /IF IP  In ter n a ti o n a Co n f.   Ra p i d   S y ste m   Pro to ty p in g ,   p p .   9 9 - 1 0 4 ,   Ju n   2 0 0 8 .   [6 ]   K.  Ag a r w a l,   V .   K.  M a g ra i y a   a n d   A .   K.  S a x e n a ,   " V e rif ic a ti o n   a n d   S im u latio n   o f   Ne w   De sig n e d   N A ND   F las h   M e m o r y   Co n tro ll e r ”,   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ic a ti o n   S y ste ms   a n d   Ne two rk   T e c h n o l o g ies ,   Gw a li o r,   p p .   7 6 2 - 766 ,   2 0 1 3 .   [7 ]   P a rk   S o o   Il ,   S o n g   Ja e   Ye o l,   P a rk   S e o k   H w a n d   Ju n g   Ji  Ho o n ,   " De sig n   o m e m o r y   c o n tro ll e De sig n   o f   g e n e ra l - p u r p o se   m e m o r y   c o n tro ll e r, "   In te rn a ti o n a S o De sig n   Co n fer e n c e ,   Bu sa n ,   p p .   III - 39 - III - 41 ,   2 0 0 8   [8 ]   I.   S il a s,  I.   F r u m k in ,   E.   Ha z a n ,   E.   M o r,   G .   Zo b in ,   S y ste m - lev e v a l id a ti o n   o f   th e   in tel  p e n ti u m   M   p ro c e ss o r,   In tel   T e c h n o l .   J . ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   3 8 - 4 3 ,   M a y   2 0 0 3 .   [9 ]   S h a w n   Ku n g ,   " Na ti v e   P CIs  S S c o n tro ll e rs  n e x g e n e ra ti o n   e n ter p rise   a rc h it e c tu re   f o sc a lab le  I/O   p e rf o rm a n c e " ,   W h it e   P a p e M a rv e ll ,   Ja n - 2 0 1 2 .   [1 0 ]   A .   A h a ro n ,   D.  G o o d m a n ,   M .   L e v in g e e a l. ,   " T e st  p ro g ra m   g e n e ra ti o n   f o f u n c ti o n a v e rif ic a ti o n   o f   p o w e r   P p ro c e ss o rs i n   IBM " ,   Pro c . 3 2 t h   D AC  IEE E,   p p .   2 7 9 - 2 8 5 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       S o wm y a   B   re c e i v e d   th e   B. d e g re e   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g   f ro m   th e   V iv e k a n a n d a   Co l leg e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   P u tt u r,   In d i a ,   in   2 0 0 6 ,   M . T e c h   d e g re e   in   El e c tro n ics   f ro m   th e   S ir.   M .   V isv e s w a r a y a   In stit u te  o f   T e c h n o l o g y ,   B e n g a lu r u ,   In d ia,  i n   2 0 1 2 ,   b a g g in g   ra n k   f ro m   V T U,  Be la g a v i.   S h e   w a w o rk in g   a A ss istan P r o f e ss o in   P A   Co ll e g e   o En g in e e rin g ,   M a n g a lu r u ,   I n d ia  f o Nin e   y e a r s.  Cu rre n tl y   sh e   is  w o rk in g   a s   A ss istan P r o f e ss o in   Co l leg e   o f   En g in e e rin g ,   Be n g a lu ru ,   In d ia.  He re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   V L S a n d   S ig n a l   P r o c e ss in g ,   Im a g e   p ro c e ss in g ,   Lo w   p o w e A rc h it e c tu re a n d   V L S De sig n .   S h e   h a c o n t rib u ted   m a n y   Na ti o n a a n d   In tern a ti o n a l   j o u r n a ls t o   v a rio u s rep u ted   j o u r n a l s a n d   c o n f e re n c e .             M s.  G a g a n a   P   is  d o in g   h e Ba c h e lo o f   En g in e e rin g   in   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   De p a rtme n t,   RV Co ll e g e   o f   En g i n e e rin g ,   Be n g a lu ru ,   In d ia.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.