[发明专利]随机测试程序生成方法和系统以及设计验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及微处理器的指令级功能验证，特别涉及一种随机测试程序 生成方法和系统以及相应的设计验证方法。

背景技术

随着设计规模的扩大，尤其是多核技术的发展，控制逻辑越来越复杂， 涉及的状态空间也日益扩大，验证在处理器设计过程中成为非常关键的一 步。指令级验证是当前微处理器验证中广泛采用的方法。

当前生成测试程序的方法主要有人工手写测试程序、约束随机测试生 成以及覆盖率驱动的测试生成。在超大规模集成电路(VLSI)的设计验证 中，约束随机测试生成是最主要的方法，对于那些采用随机难以覆盖到的 功能点，可以采用人工手写测试程序的方法作为辅助。

虽然随机生成的测试程序覆盖面广，可能覆盖到设计和验证人员完全 没有想到的功能角落，但是大量随机生成的测试向量也会造成验证功能点 的重复覆盖，延长验证的收敛时间，降低验证效率，因此需要在产生随机 程序的同时人为加入一些约束，使之尽量不重复，从而更有效、更有针对 性的完成验证任务。

随机测试程序生成的方法和架构从90年代开始逐渐成熟，一般包括 两部分：测试模板文件和随机求解引擎。前者用来描述指令序列，如指令 的种类、变量的约束条件等；后者接受模板文件中提取出来的随机变量和 约束信息，建立一个约束网络，将问题转成一个约束满足问题(CSP： constraint satisfaction problem)，求该约束满足问题的均匀分布的随机解。 针对约束求解问题，R.Dechter首先提出了桶消元方法用以计算推理网络 的解空间，该方法不会引入过多的术语，可以用以计算约束满足问题的解 空间。但是尽管桶消元法已经具有较低的内存开销，它也是指数级的，不 能处理规模较大的约束满足问题。因此，降低计数函数的维数成了当务之 急。

Dechter和Emek等人又提出划分小桶的做法来减小时空问题，用多个 维数较小的计数函数来近似表示单个维数较大的计数函数。很明显，小桶 消元法的精确度很大程度上依赖于小桶个数t的取值。实践证明，t越大， 虽然空间复杂度降低，但所需的时间也相应增加，这就意味着需要在时间 和空间中折中。

综上所述，采用现有的约束求解技术生成随机测试程序具有很高的时 空复杂度，迫切需要一种简易、高效地随机测试程序生成方法，其随机变 量所在的约束网络的解空间的均匀度高，程序的冗余度和重复程度低，具 有更高的验证广度和深度。

发明内容

本发明提供一种随机测试程序生成方法和系统，其目的在于提高当前 随机测试程序生成中约束求解的均匀度，提高随机验证的效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种随机测试程序生成方法，包括下 列步骤：

1)编写并解析指令模板，并构建约束网络；

2)利用小桶间的相容度计算小桶的计数函数；

3)基于所述计数函数根据所述约束网络来计算随机变量的随机解；

4)利用所述随机解设置指令的操作数，生成由所述指令构成的随机 测试程序。

在该方法中，所述步骤2)包括下列步骤：