Leon2微处理器流水线相关验证.pdf

《现代电子技术》2010年第20期总第331期
少计算机应用技术
Leon2微处理器流水线相关验证
张杨,王竹平
西安微电子技术研究所,陕西西安710054)
摘要:微处理器的功能验证成为设计验证的瓶颈,指令集的组合验证对流水线处理器具有重要的意义。Leon2流水
线相关验证找出了流水线相关的测试向量集,实现了测试程序的自动生成,构造自効化程度较高的验证平台。与指令随机
组合测试的方法相比,有针对性地验证了引起流水缄相关的愤况,同时测试程序达到了较高的流水线状态覆益率。
关键词:Leon2;功能验证;流水线相关;测试用例
中图分类号;TN911-34;TP331
文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)20-0039-04
lfunction Verification for Production-line Status of Leon2
ZHANG Yang, WANG Zhu-ping
(xi'an Microelectronic Technology Institute, Xi'an 710054, China)
Abstract: The functional verification becomes a bottleneck in the design and verification of microprocessors, The cross
verification of instruction set is very important for pipeline processor. By the relevant verification for pipeline of Leon, the
test vector set of the production-line was found, the automatic generation of test programs was achieved and a verification plat
form of high automation was built. In comparison with the method of random assembly testing of instructions, this method
can verify the situation of pipeline hazard and the testing program can achieve higher coverage rate of the pipeline status
Keywords: Leon; function verification; production-line status; test case
普遍采用的方法有手工编写、伪随机生成和针对流水
0引言
线模型生成。手工编写测试程序针对性强,但存在耗费
随着IC技术的飞速发展,微处理器的复杂度和集人工而且速度较慢等问题,仅适合单条指令测试以及指
成度不断提高,验证工作的重要性日益突出,其中功能令集测试中的一些辅助测试。伪随机生成是对随机的
逻辑验证已经占据了整个设计时间的50%~80%]。方法增加约東,使测试向量的生成朝檢测未被覆盖的方
由于缺乏高效的功能验证技术,功能验证已日益成为微向进行。一般在联合模拟的环境下使用,即在验证实现
处理器设计验证过程中的瓶颈。常用的功能验证方法中需要两个模拟模型,一个是RTL级设计;另一个是
有形式验证方法和仿真验证方法?形式验证是根据逻辑参考模型,必须实現两个模型间信号和时序的一一对
设计中功能和结构的描述,用定理证明等数学方法来证
应,通过对已有测试向量覆盖率的统计,指导新的测试
明逻辑设计的正确性。形式验证方法已经逐步得到应向量生成,从而验证未曾被覆盖到的部分り。该方法的
用い,但因其固有的计算复杂性等原因,主要应用于小
缺点是工具的开发比较费时,伪随机生成算法和建模语
规模的设计中,在现代大规模芯片设计中该方法不能在
言的定义都比较复杂,建模时容易与实际设计有出入
有效的时间内给出验证结果]。目前所有验证技术中
等。流水线处理器存在各种对流水线资源中读写冲突
应用最厂广泛的是基于仿真的验证方法,即将验证用的测
试程序加载到待测设计,观察其输出结果是否符合设引起的相关( hazard),单条指令的验证和指令随机交又
规范
验证无法验证到这些相关。针对流水线模型生成测试
指令集体系结构( instruction set architecture,
程序是基于待测设计的流水线结构和流水线相关分析
ISA)划分了整个计算机系统的软件和硬件,是微处理来生成测试程序的方法,可以全面地生成引起流水线相
器的核心功能,针对指令集的验证是微处理器验证中关的指令组合?
重要的一部分,因此微处理器指令集功能仿真验证的完
在Leon2流水线相关验证中,采用随机生成和针
备性具有重要的意义。
对流水线模型生成相结合的方法来产生测试程序,并搭
测试程序的生成是指令集仿真验证中的重点,目前建了自行检查执行结果的仿真验证平台。该平台自动
产生大量测试用例,可以批量运行测试用例,提高了验
收稿日期:2010-05-26
证效率和发现问题的几率。针对Leon2中的流水线相
万方数据