FS者，F(xiàn)eature SPEC也。

Feature者，芯片的功能與特性也。

特性者，F(xiàn)unctionality和Performances也。

就像小孩過(guò)滿月，親朋好友歡聚一堂，舉杯同慶，為新生兒送上期許和祝福。在芯片的設(shè)計(jì)初期，也需邀請(qǐng)市場(chǎng)、客戶和產(chǎn)品等多方專家共聚一室，共同討論，為待研發(fā)的芯片，送上期望和需求。匯聚成冊(cè)，形成Original Request文檔。這些需求，可大致分為功能和規(guī)格的需求、性能需求、電氣特性需求、功耗和面積的需求等等。

明確需求，形成OR文檔是芯片研發(fā)諸多環(huán)節(jié)中，比較重要的一步，但只是第一步。

接下來(lái)，眾人退去，芯片系統(tǒng)工程師（System Engineer，SE）粉墨登臺(tái)。根據(jù)需求文檔（OR），SE開發(fā)芯片的特性規(guī)格文檔，即Feature SPEC。

從應(yīng)用的角度看，也從規(guī)格和特性角度看，F(xiàn)S是芯片唯一最全面和最權(quán)威的技術(shù)文檔。其他芯片的業(yè)務(wù)文檔，可以從FS中裁剪或細(xì)化而得到。例如，芯片的用戶手冊(cè)可以是FS的裁剪版（部分特性不對(duì)用戶開放，而裁剪），電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)文檔（Architecture SPEC, AS）是對(duì)FS的細(xì)化和實(shí)現(xiàn)，由IC設(shè)計(jì)者依據(jù)FS進(jìn)行撰寫。

在IC驗(yàn)證者看來(lái)，F(xiàn)S通常要包括芯片的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，規(guī)格特性，以及業(yè)務(wù)相關(guān)的報(bào)文結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)處理流程、算法協(xié)議等。也包括芯片的微架構(gòu)圖（micro Architecture），以及各個(gè)接口的協(xié)議、總線協(xié)議、子系統(tǒng)和模塊的劃分和連接、相關(guān)信號(hào)的列表和時(shí)序。也包含芯片的系統(tǒng)工作頻率，芯片主頻，時(shí)鐘復(fù)位以及低功耗特性等。

詳細(xì)說(shuō)來(lái)，大致可分為以下五點(diǎn)。

其一、業(yè)務(wù)功能和應(yīng)用場(chǎng)景。

或許，這是FS最重要的內(nèi)容。

SE定義一顆芯片，首先是從芯片的功能開始。簡(jiǎn)單而獨(dú)立的功能直接定義即可。復(fù)雜的功能通過(guò)抽象和歸納，可成為芯片的業(yè)務(wù)和特性。這些都是站在芯片本身來(lái)看。若是站在用戶的角度看，每個(gè)功能、業(yè)務(wù)和特性都會(huì)有對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景。芯片的功能分簡(jiǎn)單和復(fù)雜，應(yīng)用場(chǎng)景也分簡(jiǎn)單場(chǎng)景和復(fù)雜場(chǎng)景。通過(guò)描述用戶（通常是指軟件）如何使用這些功能、業(yè)務(wù)和特性，可將業(yè)務(wù)功能和應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合起來(lái)。這包括不限于：數(shù)據(jù)流和控制流如何流動(dòng)，軟件和硬件如何交互和配合。

因此，從一個(gè)驗(yàn)證者角度看：SE撰寫這部分FS內(nèi)容時(shí)，“要把一碗水端平”，既要站在芯片電路實(shí)現(xiàn)的角度思考，也要站在芯片用戶使用的角度思考。既要考慮芯片電路的可實(shí)現(xiàn)性，也要考慮芯片業(yè)務(wù)的可驗(yàn)證性。

其二、業(yè)務(wù)處理流程和相關(guān)的報(bào)文。

IPO模型通常用來(lái)描述業(yè)務(wù)的處理流程，即 Input-Process-Out。在FS中描述業(yè)務(wù)的處理流程時(shí)，也可遵從IPO的規(guī)則。輸入的報(bào)文，經(jīng)過(guò)怎樣的處理和轉(zhuǎn)換，最終以怎樣的數(shù)據(jù)格式或報(bào)文進(jìn)行輸出。如果SE能在芯片的微架構(gòu)圖中，用箭頭將業(yè)務(wù)包含的數(shù)據(jù)流和控制流標(biāo)注出來(lái)，就像戰(zhàn)爭(zhēng)地圖中描述行軍路線那樣，那真是太好了。

此處的描述只是在抽象度較高的事務(wù)級(jí)層面，對(duì)報(bào)文的處理步驟或過(guò)程進(jìn)行抽象的描述。可闡述相關(guān)的算法處理和信息轉(zhuǎn)換，而不必涉及到實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。SE需要把握好這個(gè)“度”，太寬泛不好，太深入也不好。既不能只見(jiàn)樹木不見(jiàn)森林，也不能只見(jiàn)森林不見(jiàn)樹木。

其三、微架構(gòu)圖：子系統(tǒng)、模塊的組合劃分、接口描述和連接關(guān)系。

顧名思義，芯片微架構(gòu)圖主要是展示芯片的微架構(gòu)。芯片的整體功能是由多個(gè)小功能組合而成。因此，芯片微架構(gòu)圖就應(yīng)該由多個(gè)較為獨(dú)立的功能模塊構(gòu)成。對(duì)于功能較為緊密的多個(gè)模塊，可組成子系統(tǒng)。多個(gè)子系統(tǒng)和模塊可由片上網(wǎng)絡(luò)相連，通過(guò)接口與片外通訊。這些組合成芯片的微架構(gòu)。

微架構(gòu)的最小單位是功能模塊，其次是子系統(tǒng)。模塊或子系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)可標(biāo)注到微架構(gòu)中，但是模塊內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，不應(yīng)在微架構(gòu)中體現(xiàn)。

連接各個(gè)子系統(tǒng)和模塊的總線，也可看作是一個(gè)模塊或子系統(tǒng)。例如AMBA。芯片的接口分為通用外設(shè)接口（低速）、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟erdes接口（高速）、Debug接口。存儲(chǔ)模塊分為片內(nèi)和片外。若是在片內(nèi)，通常掛在總線上。若是片外，通常由芯片接口與之相連。

驗(yàn)證者可根據(jù)微架構(gòu)圖，明確芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，劃分驗(yàn)證層次和制定驗(yàn)證策略。

其四、芯片頂層接口的協(xié)議：報(bào)文、信號(hào)和時(shí)序。

頂層接口對(duì)驗(yàn)證而言，非常重要。畢竟，驗(yàn)證產(chǎn)生的激勵(lì)需要從接口輸入。芯片處理的結(jié)果要從接口輸出，驗(yàn)證要從接口進(jìn)行采樣。

驗(yàn)證者關(guān)注接口，實(shí)際上就是關(guān)注接口對(duì)應(yīng)的信號(hào)位寬、傳輸方向、關(guān)鍵信號(hào)之間時(shí)序關(guān)系和接口信號(hào)所傳輸?shù)男畔?bào)文。

接口信息應(yīng)該用表格呈現(xiàn)，信號(hào)時(shí)序需要畫出時(shí)序圖。

其五、芯片的時(shí)鐘頻率、reset、低功耗和DFX設(shè)計(jì)。

芯片的非主業(yè)務(wù)的功能也是驗(yàn)證者關(guān)心的內(nèi)容。首要的是時(shí)鐘和復(fù)位。只有給到正確的clock和reset，芯片才能正常工作。所有支持的clock頻率和reset信號(hào)的組合，都應(yīng)該被驗(yàn)證過(guò)。在業(yè)務(wù)中間進(jìn)行復(fù)位的場(chǎng)景（在線復(fù)位），也是重要的一種驗(yàn)證場(chǎng)景。低功耗特性是芯片中較為常見(jiàn)的特性。伴隨clock和power的關(guān)閉和打開，芯片進(jìn)入和退出低功耗狀態(tài)，而邏輯電路在這個(gè)過(guò)程通常容易出錯(cuò)。因此，這些是驗(yàn)證者需要重點(diǎn)關(guān)注的場(chǎng)景。

如果SE能在FS中重點(diǎn)說(shuō)明這些場(chǎng)景，那就太好了。比心。

DFX是芯片專門設(shè)計(jì)的定位手段。SE設(shè)計(jì)DFX時(shí)，要全面而精準(zhǔn)的覆蓋關(guān)鍵邏輯電路，但不能過(guò)于冗余。做到這點(diǎn)，需要SE對(duì)芯片的邏輯電路有深入的理解，對(duì)芯片的問(wèn)題定位有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

以上五點(diǎn)就是從驗(yàn)證角度看，F(xiàn)S應(yīng)該包含的內(nèi)容。然而，理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。現(xiàn)實(shí)中有些FS的寫法，在驗(yàn)證者看來(lái)，是存疑的，是不合時(shí)宜的，是有待商榷的。

舉例說(shuō)明：

1.在FS中將業(yè)務(wù)相關(guān)的信號(hào)名稱、模塊（module）名稱、寄存器以及各個(gè)域的名稱都定義。

竊以為，F(xiàn)S應(yīng)該是從業(yè)務(wù)和應(yīng)用層面對(duì)業(yè)務(wù)功能的描述，相對(duì)于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，有一定的抽象性。實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)相關(guān)的內(nèi)容，應(yīng)在數(shù)字邏輯詳細(xì)設(shè)計(jì)文檔中體現(xiàn)。寄存器相關(guān)內(nèi)容應(yīng)在寄存器表單中定義，而寄存器表單的制定和設(shè)計(jì)，應(yīng)歸類為數(shù)字邏輯的詳細(xì)設(shè)計(jì)。撰寫者，應(yīng)是數(shù)字設(shè)計(jì)工程師（Design Engineer, DE），而非SE。

FS不需要詳細(xì)到可以編碼，但是FS要能夠通過(guò)細(xì)化 和分解 ，可用于代碼的實(shí)現(xiàn)。不能寫出來(lái)的 過(guò)于抽象 ，細(xì)化 時(shí) ，實(shí)現(xiàn)不了。也不能寫出來(lái)的就是細(xì)化后的設(shè)計(jì)文檔 。 要求SE要同時(shí)具備宏觀業(yè)務(wù)場(chǎng)景的精準(zhǔn)把握和微觀設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的****了然于胸。

2.根據(jù)IP支持的最大頻率，設(shè)定芯片的工作頻率（主頻）。此頻率通常會(huì)大于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景所需要的頻率。SE之所以這樣做，或是為了芯片的下一版做性能提升的預(yù)研。或是為了給后端收斂時(shí)序時(shí)，預(yù)留了降頻的空間。方便了后端，方便了數(shù)字設(shè)計(jì)，也方便了自己，唯獨(dú)苦了驗(yàn)證。

竊以為，F(xiàn)S應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)來(lái)確定芯片的工作頻率。驗(yàn)證者保障芯片本身的特性的正確性，不應(yīng)保障芯片集成的IP的全部特性的正確性。

3.集成IP的芯片的FS，IP相關(guān)內(nèi)容直接在FS中插入IP的用戶手冊(cè)。

竊以為，不妥，原因同第2點(diǎn)。

4.時(shí)序圖包含了數(shù)字邏輯內(nèi)部的信號(hào)的時(shí)序。

竊以為，F(xiàn)S中接口部分的時(shí)序圖，主要包含接口信號(hào)的時(shí)序。若需要加內(nèi)部信號(hào)的時(shí)序，請(qǐng)?jiān)跁r(shí)序圖中將該信號(hào)與接口信號(hào)的時(shí)序的關(guān)系標(biāo)注出來(lái)。否則，對(duì)于這種非接口信號(hào)的時(shí)序，讓驗(yàn)證者有種奇妙的感覺(jué)：前不著村后不著店，丈二和尚摸不著頭腦。

5.FS中羅列芯片特性時(shí)，不分類。

竊以為，F(xiàn)S的Feature有大有小，應(yīng)分類羅列。耦合度高的多個(gè)小特性，可歸納到一個(gè)大特性。對(duì)于復(fù)雜的特性，F(xiàn)S要通過(guò)專門的章節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。涉及到的算法原理，處理流程，也要有專門的章節(jié)說(shuō)明。

6.FS凍結(jié)之后，仍有源源不斷的FS變更。有些變更只有SE和DE知道，驗(yàn)證者被蒙在鼓里，直到TO之后樣片回來(lái)，被測(cè)試出來(lái)。

竊以為，F(xiàn)S凍結(jié)之后，不能隨隨便便再修改了。如果非要改，要知會(huì)到所有相關(guān)的人，并且要征得他們的同意才行。

以上六點(diǎn)是驗(yàn)證者眼中的FS的瑕疵之處。雖說(shuō)瑕不掩瑜，但美玉無(wú)瑕，更加令人喜歡。

驗(yàn)證者嘴里常常嘟囔：“無(wú)文檔不驗(yàn)證”。須知，此處的“文檔”就是寫的好的FS。