通用處理器模擬仿真驗(yàn)證方法研究.pdf

1、現(xiàn)代集成電路制造技術(shù)依然按照摩爾定律不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大，復(fù)雜度越來越高，特別是在通用處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域集中體現(xiàn)了這一規(guī)律。以Intel和AMD為代表的x86指令集通用處理器的設(shè)計(jì)復(fù)雜度、規(guī)模和性能也達(dá)到了空前的高度。巨大的設(shè)計(jì)規(guī)模和更高的工作頻率對(duì)制造工藝提出巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)也對(duì)邏輯設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證和芯片測試提出了巨大挑戰(zhàn)。 通用處理器設(shè)計(jì)功能驗(yàn)證有兩種主要方法：動(dòng)態(tài)的模擬仿真驗(yàn)證方法和靜態(tài)的形式化驗(yàn)證方法。在實(shí)際的工業(yè)化設(shè)計(jì)中

2、模擬仿真方法占據(jù)主導(dǎo)地位。本文對(duì)通用處理器的設(shè)計(jì)驗(yàn)證流程和方法進(jìn)行了深入研究。在系統(tǒng)級(jí)模擬仿真、FPGA物理原型驗(yàn)證等方向上提出了一系列創(chuàng)新方法，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1．對(duì)處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令集進(jìn)行了深入研究，提出了指令級(jí)隨機(jī)驗(yàn)證中激勵(lì)與處理器功能映射模型，并給出了實(shí)現(xiàn)這一映射模型的約束描述方法。通過這一模型指導(dǎo)指令級(jí)隨機(jī)驗(yàn)證程序的生成。 2．針對(duì)隨機(jī)驗(yàn)證程序的生成提出了改進(jìn)的基于桶消元的約束滿足算法；提出了全地址空

3、間的轉(zhuǎn)移生成方法和全系統(tǒng)仿真的隨機(jī)指令驗(yàn)證方法。 3．提出了隨機(jī)指令驗(yàn)證處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)級(jí)正確性檢測模型，并給出了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括動(dòng)態(tài)的寄存器檢測和靜態(tài)的存儲(chǔ)器檢測策略，既保證了結(jié)果檢測的準(zhǔn)確性，又保證了仿真的性能。 4．提出了使用FPGA仿真進(jìn)行隨機(jī)指令程序驗(yàn)證的新方法。在支持隨機(jī)指令驗(yàn)證的FPGA仿真平臺(tái)建立過程中進(jìn)行的主要?jiǎng)?chuàng)新工作是：在FPGA仿真系統(tǒng)上增加了主控制硬件電路，該電路由相應(yīng)的FPGA實(shí)現(xiàn)；通過該電路