THUASDSP2004處理器功能驗(yàn)證的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝水平步入深亞微米階段，單個(gè)芯片上的晶體管數(shù)越來越多，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，時(shí)鐘頻率也已經(jīng)能達(dá)到千兆赫茲以上。越來越高的集成度使處理器體積變得更小內(nèi)部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。這種變化在給人們生活帶來便利的同時(shí)，也使處理器的驗(yàn)證和測試變得更加困難。目前的芯片設(shè)計(jì)隊(duì)伍中，驗(yàn)證人員一般是設(shè)計(jì)人員的兩倍，驗(yàn)證所花的時(shí)間精力已占整個(gè)設(shè)計(jì)過程的一半以上，尤其是寄存器傳輸級(jí)(Register-TransferLevel，RTL)及高層驗(yàn)證已經(jīng)成

2、為整個(gè)設(shè)計(jì)過程的瓶頸。處理器的驗(yàn)證無疑成為了當(dāng)今驗(yàn)證行業(yè)的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。 本文介紹在國家自然科學(xué)基金的資助下，由清華大學(xué)微電子研究所設(shè)計(jì)的具有超長指令字(VeryLongInstructionWord，VLIW)體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器THUASDSP2004的RTL級(jí)功能驗(yàn)證工作。THUASDSP2004處理器芯片內(nèi)除中央處理器(CentralProcessorUnit，CPU)外，還包含有時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、存儲(chǔ)器、緩存、DM

3、A通道以及外設(shè)設(shè)備。該數(shù)字信號(hào)處理器的CPU具有先進(jìn)的VLIW結(jié)構(gòu)內(nèi)核、九級(jí)流水線，具有類似RISC的指令集，它的工作頻率可達(dá)到150MHz以上。 本文首先探討集成電路測試驗(yàn)證的一般方法和處理器的功能驗(yàn)證方法；然后詳細(xì)闡述筆者在用基于模擬的功能驗(yàn)證對(duì)THUASDSP2004處理器進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)所做的工作。本文敘述的內(nèi)容用于構(gòu)建基于模擬的功能驗(yàn)證(simulation-basedfunctionalverification)平臺(tái)，該平

4、臺(tái)采用偽隨機(jī)自動(dòng)生成和手動(dòng)編寫相結(jié)合的策略獲得測試矢量，再將處理器RTL級(jí)實(shí)現(xiàn)的模擬結(jié)果與周期級(jí)精確的仿真器產(chǎn)生的結(jié)果做比較來驗(yàn)證數(shù)字信號(hào)處理器的正確性。筆者主要負(fù)責(zé)測試矢量的生成和匯編器設(shè)計(jì)。在進(jìn)行測試矢量生成時(shí)筆者選用已經(jīng)公開的μGP軟件核，通過編寫向μGP提供指令信息的指令庫生成大量偽隨機(jī)測試矢量，接著通過代碼覆蓋率人工分析偽隨機(jī)驗(yàn)證中的遺漏之處，手動(dòng)編寫測試矢量對(duì)驗(yàn)證進(jìn)行補(bǔ)充。最后本文介紹了將匯編語言的測試矢量轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼的匯