边界值测试：一个”==”引发的芯片bug

数字芯片实验室2026-01-14 8:42

80%的现场bug都出在边界条件上。溢出、极值、临界状态，这些在验证和实验室测试时被漏掉的场景，到了量产后就是灾难。

看一个真实场景：某款芯片的FIFO控制器在流片后被发现，当深度配置为256时会丢数据。问题出在哪？

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parameter FIFO_DEPTH = 256;
reg [7:0] wr_ptr, rd_ptr;
reg [7:0] data_count;

// 写入控制逻辑
always @(posedge clk) begin
    if (wr_en && data_count < FIFO_DEPTH) begin
        fifo_mem[wr_ptr] <= wr_data;
        wr_ptr <= wr_ptr + 1;
        data_count <= data_count + 1;
    end
end

// 满标志
assign fifo_full = (data_count == FIFO_DEPTH);

这段代码的致命问题在于：data_count是8位宽，最大只能表示到255，而FIFO_DEPTH配置的是256 。当FIFO写入第255个数据后，data_count变成255，判断255 < 256成立，允许继续写入。但写入后data_count递增到256，8位寄存器溢出归零，FIFO满标志永远无法拉高。