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PCIe Test Suite

UVM User Guide

Version Q-2019.12, December 2019

Synopsys, Inc. iii

VC VIP PCIe Test Suite

UVM User Guide Contents

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Contents

Chapter 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.2 Products Included in the Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3 Source Code Language/Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Chapter 2

Products and Dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

2.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 PCIe Test Suite Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

2.3 VIP Dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

2.4 DUT Modeled by PCIe VIP Agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Chapter 3

Installation and Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1 Product Installation (DESIGNWARE_HOME) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2 Downloading Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.3 Installing Test Suite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.4 Licensing Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

3.4.1 Supported Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

3.5 Example Testbench Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.6 Testbench Directory Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

3.7 Running Test Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.7.1 Running the Example with +incdir+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

3.7.2 Customizing Compile Options and Run Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

3.7.3 Predefined Testbench Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

3.8 Browsing the HTML Class and Testbench Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Chapter 4

Test Suite Testbench Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

4.2 Block Diagram With the VIP as the DUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.3 Block Diagram with an RTL DUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

4.4 Test Suite Compile and Simulation Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.4.1 Generic Command to Run Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.4.2 Make Option SVT_PCIE_TEST_SUITE_DUT_COMPILE_FILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

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Contents VC VIP PCIe Test Suite

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4.4.3 Make Option SVT_PCIE_TEST_SUITE_TOPOLOGY_FILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.4.4 Make Option SVT_PCIE_TEST_SUITE_PLUSARG_FILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

4.4.5 Creating New Tests Using plusarg Files (.scr or .txt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.5 TEST and Environment Classes Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

4.5.1 Test Class Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

4.5.2 Link Environment Class Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

4.5.3 Environment (snps_pcie_device_env) Class Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

4.6 Sequence Grouping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

4.7 Common Sequencer Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

4.7.1 Sequencer TLM Port Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.8 External Application BFM (SNPS IIP Core) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

4.8.1 Application BFM Mode Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

4.8.2 Application BFM Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

4.8.3 Analysis Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

4.8.4 Analysis Export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

4.8.5 Service Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

4.9 Scoreboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

4.9.1 VIP-DUT Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

4.9.2 VIP-VIP Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

4.10 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

4.10.1 Configuration Data Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

4.10.2 Test Case Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

4.10.3 DUT Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

4.10.4 DUT PCIe Endpoint Enumeration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

4.10.5 Customization of Test Suite Enumeration Flow (Available for EP DUT Only) . . . . . . . . . . . .50

4.10.6 Setting Up Test Suite/VIP Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

4.10.7 Precedence Flow to Overwrite VIP/Test Suite Configuration Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.11 Test Suite Environment as Sub-Env in User's Top Env . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

4.12 Test Suite test_top as Child Module in User's test_top . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

4.13 Test Pass/Fail Message in Simulation Transcript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

4.14 Regression Test List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

4.15 Error/Normal Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

4.16 Check ‘x’ or ‘z’ on Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

4.17 User-Specific Error Demotions in a Separate File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61

4.18 Verification Planner Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

4.18.1 Back-Annotation of Test Pass/Fail Results (From VDB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

4.18.2 Merging the VDBs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

4.19 Test Selection and Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

4.20 Concurrent DUT Roles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

4.21 TLP Bypass Support (Only for SNPS EP IIP Core) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67

4.22 Selecting Secondary Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67

Chapter 5

Integrating EP, RC and PHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69

Chapter 6

Using the Test Suite: EP DUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71

6.1 Command-Line Options for Demo Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

6.1.1 EP VIP as DUT in SERDES mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

6.1.2 EP VIP as DUT in PIPE mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

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6.2 Extended Base Test Use Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

6.3 Simulation Timeout and Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73

6.4 MFVC Tests Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73

6.5 Fast Simulation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74

6.5.1 Configuration of LTSSM State Timers for Fast Simulation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74

6.5.2 Configuration of Erroneous Counts of TS1 or TS2 Ordered Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74

6.6 SRIOV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

6.6.1 Configuring SRIOV Capabilities in Physical Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

6.6.2 Exercising Virtual Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

6.6.3 Bus Master Enable for Virtual Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

6.7 ATS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

6.8 Multi-Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

6.9 Advanced Error Reporting Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77

6.10 Readiness Notification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6.11 Backdoor Configuration Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

6.12 Secondary PCI Express Extended Capability (SEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

6.13 Custom Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

6.14 DUT Dependent Test Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79

6.15 SRIS Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80

6.15.1 SRIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80

6.15.2 SRNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80

6.16 Loopback Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

6.17 User Controllable Tolerance for LTSSM Time Outs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

6.18 Transaction Ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

6.19 Equalization Phase2 to Recovery.Speed Transition in VIP-to-IIP Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82

6.20 Changing the Link Width (Target Link Width Option) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83

6.21 Verdi Spec Linking Feature Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84

6.21.1 PCIe Test Suite Plan Deliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84

6.21.2 Requirements to Setup the Verdi Spec Linking Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85

6.21.3 Commands and Guidelines to View the Test Suite with Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6.22 Enabling EIEOS Pattern for Gen4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

6.23 Test Suite Specific Command-Line Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89

6.24 Partition Compile Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93

6.25 Link Width Dependent Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93

6.26 Support for PIPE 4.3 and PIPE 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94

6.26.1 PCLK as PHY Output (Normal mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95

6.26.2 PCLK as PHY Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96

6.27 Configuration Space Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98

6.28 Application Error Reporting Interface Test (Only for SNPS IIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99

6.28.1 Configuring the env to use the Application Error Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99

6.29 Limit Transfer Size Per-BAR (Optional, DUT Specific Feature) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

6.30 Customizing Verification Code in Test Suite Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102

6.30.1 Configuration Variables for User Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103

6.30.2 Configuring the cust_base_test to Hook User-Defined Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

6.30.3 Limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108

6.31 Precision Time Measurement (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

6.32 Gen5 Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

. . . . . . . . . . . . . 111

6.32.1 Mode of Qualification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112

6.32.2 Supported Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112

6.32.3 Gen5 Sequence APIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112