[发明专利]Cache一致性协议验证方法以及多核处理器系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域；更具体地说，本发明涉及一种Cache一致性协议验证方法；此外，本发明还涉及一种采用了该Cache一致性协议验证方法的多核处理器系统。

背景技术

随着半导体制造工艺的飞速发展，单核处理器的主频已经逐渐逼近极限，为了进一步提高处理器的运算速度，人们将多个处理器核集成在一个芯片上形成片上多处理器(Chip Multi一Processor，CMP)。

在CMP中，多个处理器核心对单一内存空间的共享使得处理器和主存储器之间的速度差距的矛盾更加突出，因此CMP设计必须采用多级高速缓存（Cache），通过层次化的存储结构来缓解这一矛盾。CMP系统必须解决由此而引发的Cache一致性问题以及一致性验证问题。采用什么样的Cache一致性模型与它的验证方法都将对CMP的整体设计与开发产生重要影响。

Cache一致性协议作为多核处理器中的重要组成部分，直接影响到多核处理器的正确性设计和性能，Cache一致性协议验证技术成为多核处理器设计验证阶段的关键技术之一。

但是，在现有技术中，多核处理器上的Cache一致性协议处理过程与处理器结构密切相关，Cache一致性协议的验证技术与Cache一致性协议的内容密切相关，不具备普遍性。

因此，希望能够提出一种适用于各种Cache一致性协议的验证的Cache一致性协议验证方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种基于监视器的Cache一致性协议验证方法，其根据一致性协议对访存地址相关的请求保证按序处理的特性，采用一个监视器对Cache一致性处理部件的协议级行为进行精准监测，可以实现对每一个请求包的行为精确监测；通过调整监视器内的内容，使得Cache一致性协议验证方法适用于各种一致性协议的验证。

根据本发明的第一方面，提供了一种Cache一致性协议验证方法，其包括：在监视器内设置多个队列，每个队列包括多个单元，用于记录尚未处理完毕的所有一次请求；将所有地址相关的请求按照其进入一致性处理部件的顺序依次保存在同一个队列的单元内；利用每个单元独立跟踪所记录请求的行为状态。

优选地，所述监测器只监测片上多处理器的输入和输出，监测时只考虑片上多处理器的正常运行时的情况。

优选地，所述监视器内设置了256个256深度的一次请求队列，用于记录片上多处理器正在处理的一次请求，其中相同Cache行地址的请求进相同队列。

优选地，在队列中，按照一次请求进入顺序排队，每个队列还对每个请求条目设有一个请求跟踪状态机，所述请求跟踪状态机用来跟踪请求的处理情况。

优选地，每个队列设一个尾指针和一个实头指针，尾指针在每个新请求写入时更新，实头指针在头指针所指请求为终止态时加一。

优选地，每个队列设有悬挂虚指针、MAQ虚指针和二次请求虚指针，分别指向正在处于悬挂态的请求条目、刚收到MAQ请求的条目和刚收到二次请求的条目。

优选地，处于悬挂态的请求条目包括处于地址悬挂态的请求条目以及MAQ队列悬挂态的请求条目。

优选地，进入片上多处理器的一次请求同时进入监测器，在监测器中根据请求的Cache行地址进入队列之一；其中队列分配方法是：当有相同请求地址的请求登记在某个队列中时，则请求进入该队列，否则在空队列中任选一个队列进入，并登记请求的地址于队列管理模块。

优选地，同一队列内，任何请求都不会超越处于地址悬挂态或MAQ队列悬挂态的请求退出，任何MAQ请求都不会超越MAQ请求退出，任何二次请求不会超越二次请求退出。

根据本发明的第二方面，提供了一种采用了根据本发明的第一方面所述的Cache一致性协议验证方法的多核处理器系统。

根据本发明，在监视器内设置多个队列，每个队列包括多个单元，用于记录尚未处理完毕的所有一次请求，所有地址相关的请求按照进入一致性处理部件的顺序依次保存在同一个队列的单元内，每个单元独立跟踪所记录请求的行为状态；根据记录的请求类型、端口信号的序列，可以精确的判断一个请求在一致性处理中的生命期，以及处理正确与否。由此，根据本发明的基于监视器的Cache一致性协议验证方法能够根据Cache一致性协议对访存地址相关的请求保证按序处理的特性，采用一个监视器对Cache一致性处理部件的协议级行为进行精准监测，可以实现对每一个请求包的行为精确监测；通过调整监视器内的内容，使得Cache一致性协议验证方法适用于各种一致性协议的验证。

附图说明