[发明专利]一种同步多线程中断验证方法及系统

说明书

本发明提供一种同步多线程中断验证方法及系统，所述方法包括：检测验证场景；根据所述验证场景产生中断并插入同步多线程的指令流中；响应所述中断并执行中断服务程序。本发明能够通过直接根据所检测的验证场景产生中断的方法优化了中断产生的方式，提高了所产生中断的随机性和针对性，使得验证场景能够快速收敛，进而提高了中断验证的充分性，缩短研发周期，降低芯片设计成本。

技术领域

本发明涉及计算机处理器技术领域，尤其涉及一种同步多线程中断验证方法及系统。

背景技术

随着CPU技术的发展，CPU的主频与性能不断提高，需要调入指令和数据的速度不断提高。因此，为了开发指令级并行(ILP)，在过去的几十年中利用了超标量(同时具备多个执行器)、乱序执行(允许无数据关联性的指令同时运行)、动态分支预测，超长指令集(VLIW)等技术。然而，超标量使设计的复杂性急剧增加，同时，指令之间的数据相关和控制相关，可以开发的ILP也有限，以及一些其他因素，使得经典的超标量结构处理器难以进一步提高处理器性能，因此，为了提高处理器的性能，则采用同步多线程(SMT)，SMT可以在一个时钟周期内执行来自多个线程的指令，利用处理器超标量的思想来提高处理器使用率。

同时，中断是指系统发生某一事件后，CPU暂停正在执行的程序转去执行处理该事件的程序过程，处理中断事件的程序称为中断处理程序，产生中断信号的那个部件称为中断源。硬件的中断机构与处理这些中断的程序统称为中断系统。当中断发生时，硬件机构自动地进入响应中断过程，由操作系统的中断处理程序对中断事件进行处理，具体过程如下：

1、保存现场

系统开辟现场区，并将现场区组织成“栈”结构，当中断响应时，(1)硬件结构自动将PS和PC寄存器的内容压入栈中作为现场信息保存起来。(2)根据发生的中断，硬件从指定的中断向量单元中取出PS和PC内容，分别装入PS和PC寄存器，同时正确填入寄存器的“当前状态”和“先前状态”字段。

2、分析原因，转中断处理程序

不同原因产生的中断事件要进行不同的处理，根据中断的路寄存器内容得出发生该种中断的具体原因。转入相对应的中断处理程序运行。

3、恢复现场

在多级中断系统中，考虑退回当前中断时，必须依据原先被中断的程序，完成不同的工作，中断处理结束后，软件必须退出中断。如果此次是高级中断，并且被中断的程序是一个低级中断处理程序，则此次中断应返回到该低级中断处理程序。如果原来被中断的是用户程序，则退出中断前应先考虑进行一次调度选择，以挑选出更适合在当前情况下运行的新程序。

但是，由于同步多线程系统中多个线程会共享所有的执行单元，多个线程在执行单元的分配上存在竞争关系，这种竞争会导致流水线阻塞。因此，当通过场景配置相应参数产生中断的方式时，需在参考模型中配置中断以及中断服务程序，且响应中断时，处理器跳转至中断服务程序，通过对比参考模型和待测设计的行为，判断中断能否正确执行，但是由于执行时间以及许可的限制，导致验证周期长，充分性低的问题；或者，当针对某些特定的场景，采用人工方式撰写该类的测试用例时，由于需要逐级分析流水线的结构，并合理的安排指令的排布，导致验证效率低，难度大的问题。

发明内容

本发明提供的同步多线程中断验证方法及系统，能够通过直接根据所检测的验证场景产生中断的方法优化了中断产生的方式，提高了所产生中断的随机性和针对性，使得验证场景能够快速收敛，进而提高了中断验证的充分性，缩短研发周期，降低芯片设计成本。

第一方面，本发明提供一种同步多线程中断验证方法，包括：

检测验证场景；

根据所述验证场景产生中断并插入同步多线程的指令流中；

响应所述中断并执行中断服务程序。