[发明专利]一种面向调试的处理器验证方法及验证设备

说明书

技术领域

本发明涉及处理器验证领域，特别涉及一种面向调试的处理器验证方法及验证设备。

背景技术

随着处理器流水线技术的发展，处理器复杂度的提高，处理器的验证逐渐成为处理器设计中耗时最多的环节，用于验证的时间可以占到处理器设计周期的70%以上。如何提高验证的效率，缩短验证周期是一个巨大的挑战。

在现有技术的处理器验证中，在发现错误而后进行调试时，因为错误只能在指令的最后一个阶段-即在处理器流水线的最后一级体现出来，所以验证人员不得不从发现错误的地点-即流水线最后一级逐级往前寻找错误，这导致调试过程机械性很高，且耗费时间长。此外，超标量乱序执行等技术的应用更加剧了处理器调试工作的难度。

因此，需要一种自动化的处理器验证环境来代替验证人员机械且耗时的验证工作，使得能够快速定位在验证过程中出现的错误、找到错误原因并协助验证人员修正错误。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了面向调试的处理器验证方法及验证设备，其中所述处理器采用流水线技术。

根据本发明的一个方面，提供了一种面向调试的处理器验证方法，包括：抓取指令通过处理器的流水线中每一级时所产生的特征信息，其中所述特征信息能够表征流水线每一级的功能执行情况；根据处理器的预期模型，模拟出所述指令通过处理器流水线中每一级时应产生的特征信息；以及将所抓取的特征信息与所模拟的特征信息进行比较，如果发生不一致，则报出错误和错误原因。

在所述方法的一个实施例中，还包括：为进入处理器的指令设定编号，所述编号随着指令进入处理器流水线并且在流水线的每一级保存；其中在抓取特征信息的同时抓取编号；并且其中所述模拟和比较步骤都针对与所述编号相对应的指令而执行。

根据本发明的另一方面，提供了一种面向调试的处理器验证设备，包括：抓取装置，用于抓取指令通过处理器的流水线中每一级时所产生的特征信息，其中所述特征信息能够表征流水线每一级的功能执行情况；模拟装置，用于根据处理器的预期模型，模拟出所述指令通过处理器流水线中每一级时应产生的特征信息；比较装置，用于将所抓取的特征信息与所模拟的特征信息进行比较，如果发生不一致，则报出错误和错误原因。

在所述方法的一个实施例中，还包括：编号装置，用于为进入处理器的指令设置编号，所述编号随着指令进入处理器流水线并且在流水线的每一级保存；其中所述抓取装置在抓取特征信息的同时抓取编号；并且其中所述模拟装置和所述比较装置都针对与所述编号相对应的指令进行操作。

本发明具有以下优点。

1、可以显著降低处理器调试难度。

2、可以显著降低处理器错误调试时间。

3、可以缩减处理器研发周期。

附图说明

图1示出本发明可应用于其中的示例性处理器。

图2示出根据本发明的一个实施例的面向调试的处理器验证方法。

图3示出根据本发明的另一个实施例的面向调试的处理器验证方法。

图4示出根据本发明的一个实施例的面向调试的处理器验证设备和被验证的处理器。

图5示出根据本发明的另一个实施例的面向调试的处理器验证设备和被验证的处理器。

具体实施方式

在对本发明进行进一步描述之前，发明人希望对本文所出现的一些概念进行解释。本发明所提及的处理器流水线，是指以下技术：将处理器的指令处理过程拆分为若干个子过程，每个子过程都可有效地在其专用功能段上与其他子过程并行执行，从而加快了指令执行速度，这里整个处理器指令处理过程称为流水线，而其中所包含的每个子过程称为流水线级。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1示出本发明可应用于其中的示例性处理器。

在图1中，处理器100采用流水线技术，其流水线分为五级，包括取指、译码、发射、写回、提交。

取指：即取指令，例如从存储器（未示出）取指令以供执行。

译码：也称为解码，是把所取的指令“翻译”成期望类型的指令，例如运算指令、控制指令（分支跳转）、访存指令、特权指令等等。

发射：即将指令发射到功能部件。指令在被发射时，不同类型的指令被发射到不同的功能部件中进行操作，比如定点指令被发射到定点功能部件中，浮点指令被发射到浮点功能部件中，访存指令被发射到访存功能部件中。