【摘要】： 隨著現(xiàn)代微處理器規(guī)模和復(fù)雜度的不斷增大，功能驗(yàn)證已經(jīng)成為設(shè)計(jì)的瓶頸。有效的功能驗(yàn)證可以盡早發(fā)現(xiàn)微處理器設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，減小錯(cuò)誤對(duì)設(shè)計(jì)的影響。目前，模擬驗(yàn)證仍然是驗(yàn)證的主要手段，但是完全手工生成用于模擬驗(yàn)證的測(cè)試程序效率低，已不能滿足微處理器設(shè)計(jì)驗(yàn)證的需要。 銀河飛騰DSP是國(guó)防科大自主研制的一款采用超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)的32位浮點(diǎn)DSP，它指令集豐富，功能強(qiáng)大，已經(jīng)過(guò)了投片試用。雖然成品的大致功能正確，但在前期的設(shè)計(jì)驗(yàn)證中沒(méi)有使用規(guī)范系統(tǒng)的驗(yàn)證流程，對(duì)相關(guān)功能的正確性信心仍然不足。為了芯片能夠工作于更苛刻的條件，更復(fù)雜的應(yīng)用，本文研究了目前國(guó)際上驗(yàn)證的主要方法及發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析了銀河飛騰DSP功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，，使用完善的功能驗(yàn)證理論為支持，使用專門(mén)的驗(yàn)證工具，對(duì)銀河飛騰DSP進(jìn)行了更加細(xì)致和精密的驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了從模塊級(jí)到指令級(jí)再到系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證平臺(tái)解決方案。 在模塊級(jí)，根據(jù)待測(cè)部件的特點(diǎn)，將模塊功能分為控制功能和運(yùn)算功能兩個(gè)部分，并使用不同的激勵(lì)生成方法進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)控制功能，強(qiáng)調(diào)狀態(tài)覆蓋的特點(diǎn)，使用了帶約束隨機(jī)的直接激勵(lì)驗(yàn)證方法。對(duì)運(yùn)算功能，針對(duì)其數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)使用了指令級(jí)的定向生成的方法。對(duì)兩個(gè)方面功能的驗(yàn)證中都使用了功能覆蓋驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證技術(shù)，提高了驗(yàn)證的效率。 在指令級(jí)，通過(guò)分析驗(yàn)證的難點(diǎn)和需求，提出在指令模型的基礎(chǔ)建立驗(yàn)證平臺(tái)的方案。文中提出了一種層次化、模塊化的指令級(jí)驗(yàn)證平臺(tái)的框架，它指明了驗(yàn)證平臺(tái)中各個(gè)層次的工作，為底層的指令模型定義了明確的接口。依照銀河飛騰DSP的指令系統(tǒng)規(guī)范和驗(yàn)證平臺(tái)的接口需求，建立了銀河飛騰DSP的指令模型，并使用該指令模型對(duì)內(nèi)核系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的功能驗(yàn)證。 在系統(tǒng)級(jí)，采用外接銀河飛騰DSP真實(shí)運(yùn)行所需外圍設(shè)備的行為級(jí)模型的方法搭建模擬環(huán)境。在模擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了外接設(shè)備的行為級(jí)模型、參數(shù)自動(dòng)配置、激勵(lì)程序自動(dòng)加載，極大的提高了驗(yàn)證的效率。
【圖文】：

所謂功能驗(yàn)證就是證明設(shè)計(jì)功能正確性的過(guò)程。它不僅要求一開(kāi)始的行為級(jí)描述必須正確，還要求確保各抽象層次內(nèi)部?jī)?yōu)化前后以及抽象層次間轉(zhuǎn)換的等價(jià)性I3]。驗(yàn)證可以用如圖2.1的模型來(lái)表示。圖2.1驗(yàn)證的模型圖中的model可以是不同抽象層次的模型，如 medelone可以是由設(shè)計(jì)spec得到的由C一或SystemC描述的系統(tǒng)級(jí)模型，modeltwo是用verilog描述的RTL功能級(jí)模犁;或者 medelone是RTL功能級(jí)模型，medeltwo是綜合后的門(mén)級(jí)網(wǎng)表。驗(yàn)證就是要保證在進(jìn)行不同層次模型的轉(zhuǎn)化時(shí)不會(huì)引入錯(cuò)誤，保證兩個(gè)模型的一致性。為了證明模型間的一致性，在集成電路的發(fā)展中出現(xiàn)了許多方法，而現(xiàn)在使用的比較成熟的方法主要有形式化驗(yàn)證、硬件仿真以及軟件模擬三種方法。2.1.1形式化驗(yàn)證形式化驗(yàn)證是用數(shù)學(xué)方法表達(dá)系統(tǒng)的規(guī)范或系統(tǒng)的性質(zhì)，并且根據(jù)數(shù)學(xué)理論來(lái)證明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿足系統(tǒng)的規(guī)范或具有所期望的性質(zhì)，在不能證明所期望的性質(zhì)時(shí)

種方法查出程序中所有的錯(cuò)誤。實(shí)際上驗(yàn)證情況接近無(wú)窮多個(gè)，人們不僅要驗(yàn)證所有合法的輸入，而且還要對(duì)那些不合法但是可能的輸入進(jìn)行驗(yàn)證�；液序�(yàn)證(圖2.2c)是白盒驗(yàn)證與黑盒驗(yàn)證的混合。它不像黑盒驗(yàn)證一樣對(duì)DUV內(nèi)部一無(wú)所知，也不像白盒驗(yàn)證一樣完全知道DUV內(nèi)部信息。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵信號(hào)的提取，灰盒驗(yàn)證可以提高驗(yàn)證的效率【19]。f..勝計(jì)一一巴夔{二戶電卜一爪戶不一應(yīng)側(cè)試橄..悶，一匆不一皿(幾)rl血膠硬《.》月盆悅硯IC》敘白晚隆圖2.2白盒、黑盒以及灰盒驗(yàn)證2.2驗(yàn)證的覆蓋分析理論驗(yàn)證中始終有一個(gè)核心問(wèn)題，即驗(yàn)證工作什么時(shí)候可以算作完備了，怎樣去衡量一個(gè)驗(yàn)證的充分性。對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證時(shí)會(huì)使用自動(dòng)隨機(jī)激勵(lì)生成，基于模型的隨機(jī)生成，或基于約束的生成。但是這些激勵(lì)可能重復(fù)的測(cè)試了某個(gè)模塊，而對(duì)于其它模塊卻漏掉了。因此現(xiàn)在趨于使用一種以覆蓋驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證方法來(lái)達(dá)到充分驗(yàn)證的目的t201。使用基于覆蓋的驗(yàn)證，需要有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)覆蓋率進(jìn)行衡量，這里的覆蓋是指對(duì)某個(gè)空間的覆蓋。在基于覆蓋的驗(yàn)證中是以對(duì)覆蓋維度的覆蓋率來(lái)衡量驗(yàn)證的進(jìn)展。第9頁(yè)
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TP332

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2646349