Bachelor's Thesis

System Verilog Real Number Modeling of RFID Analog Circuit

Final Thesis 2.7 MB Appendix 1.86 MB

Author of thesis: Denis Kučera

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Vojtěch Dvořák, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with the advanced modeling of analog circuits using the SystemVerilog
Real Number Modeling (RNM) methodology. The main objective is the development of
a portable behavioral model of a comparator intended for UHF RFID applications. The
theoretical part provides a comprehensive comparison of modern approaches to the design
and verification of mixed-signal systems. In the practical part, a model based on the IEEE
1800-2012 standard is designed, utilizing a modular architecture with an independent
core. To enable advanced simulations, it implements User-Defined Nettypes (UDN).
For the formal verification of the model, a robust testbench based on the industry-
standard UVM (Universal Verification Methodology) was developed. This environment
comprehensively verifies the comparison accuracy, including responses to corner cases.
The results demonstrate that the proposed RNM model achieves a simulation time
speed-up compared to traditional analog simulations, while maintaining an accuracy
fully sufficient for the needs of system-level verification.

Keywords:

SystemVerilog, RNM, Real Number Modeling, Mixed-Signal, RFID, UDN, User-Defined
Nettype, UVM, Verification, Analog Modeling, Comparator, IEEE 1800-2012

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své bakalářské práce. Zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl otázky komise: Čím je specifický RNM model? Kde má smysl použít tento model? Máte změřeny časy, odhadem, trvání analogové a digitální simulace?

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Microelectronics

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. et Ing. Pavel Šteffan, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Michal Pavlík, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Dvořák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Jelínek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Vojtěch Dvořák, Ph.D.

Posudek je založen na hodnocení konzultanta bakalářské práce Ing. Maroše Rolka. S zněním posudku se zcela ztotžňuji. Points proposed by supervisor: 81

Grade proposed by supervisor: B

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 85,66 kB

Reviewer’s report
doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou modelování analogových obvodů pomocí metodiky Real Number Modeling (RNM) v jazyce SystemVerilog. Jedná se o aktuální téma související s návrhem a verifikací moderních mixed-signal integrovaných obvodů.

Práce má celkový rozsah 56 stran včetně příloh a je rozdělena do šesti kapitol. V úvodních kapitolách student seznamuje čtenáře s technologií RFID, problematikou mixed-signal návrhu a jednotlivými přístupy k modelování analogových obvodů. Dále se věnuje metodice RNM a otázkám přenositelnosti modelů mezi různými simulátory. Praktická část práce je zaměřena na návrh RNM modelu komparátoru používaného v RFID tagu. Součástí řešení je rovněž vytvoření verifikačního prostředí založeného na metodice UVM a ověření funkčnosti navrženého modelu.

Odborná úroveň práce odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci. Student prokázal schopnost samostatně nastudovat zadanou problematiku a aplikovat získané znalosti při návrhu a verifikaci modelu. Výhrady mám především k používání některých ne zcela vhodných odborných termínů a formulací, které se v textu objevují (např. „verifikátor“ namísto verifikačního inženýra nebo „přepoužitelný“ namísto znovupoužitelný).

Po formální stránce je práce zpracována na dobré úrovni. Text je přehledný, logicky členěný a vhodně doplněný obrázky. Vyskytují se pouze drobné stylistické a typografické nedostatky. Za menší formální nedostatek považuji několik případů, kdy se popisek obrázku nachází na jiné straně než samotný obrázek.

Student splnil zadání bakalářské práce v plném rozsahu. Předloženou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm B / 84 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Objasněte termíny verifikace a validace modelu.
  2. Proč je pro simulaci RNM modelu potřeba oddělit statickou hardwarovou a dynamickou softwarovou vrstvu (kapitola 6.2)?
Points proposed by reviewer: 84

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová