[发明专利]微处理器体系结构级软错误易感性评估方法

说明书

本发明是微处理器体系结构级软错误易感性评估方法。本发明从存储部件和非存储部件两个方面对微处理器的部件进行软错误易感性评估。对于非存储部件，首先采用指令分析的方法，对ACE指令与un‑ACE指令进行分类。在指令分析的过程中，将逻辑屏蔽指令划分为ACE指令。但是逻辑屏蔽指令中仍然包含un‑ACE位，发生软错误时并不会对程序执行结果产生影响。因此本发明通过逻辑分析找出更多的un‑ACE位；对于存储部件，同样先进行指令分析并采用逻辑校正模块，找到更多的un‑ACE位。同时，对存储部件进行生命周期分析，从而对存储部件进行软错误易感性评估。本发明通过采用逻辑校正模块提供了一种更准确的软错误易感性评估方法。

技术领域

本发明涉及微处理器体系结构级软错误易感性评估方法，属于微处理器模拟及微处理器部件软错误易感性分析技术领域。

背景技术

长期以来，微处理器的发展受到集成电路技术以及计算机体系结构技术的双重推动。随着半导体制造工艺进入纳米时代，随之而来的由辐射和干扰引起的软错误降低了微处理器的可靠性，严重地限制了现代微处理器的发展与应用。因此，在设计初期对微处理器部件进行软错误易感性评估，有助于为设计人员提供设计参考。

Mukherjee等人提出使用体系结构级软错误易感性因子(AVF)描述处理器结构的故障概率。目前AVF是软错误易感性分析中最常使用的指标之一。AVF建模的方法分为三种：统计故障注入(SFI)，错误传播模型(EPM)分析和架构正确执行ACE分析。

SFI方法精度高，通常在RTL模型上执行。但是由于在设计初期无法获取RTL模型，使用SFI方法不适用于体系结构级设计初期获取AVF。EPM分析方法是通过跟踪处理器内存和流水线中的错误生成和传播的概率以获得AVF。Li等人采用了EPM分析并提出了SoftArch来研究和分析微处理器体系架构级的软错误行为。但是，EPM分析需要精确跟踪错误产生和传播的行为，并且硬件结构越复杂，分析过程就越复杂。ACE分析方法是首先假设结构的所有位都是ACE位，然后在程序执行期间在结构上尽可能多的找到un-ACE位。采用ACE分析可以帮助设计人员在早期设计过程中评估AVF。

传统的软错误易感性评估方法存在的问题在于：

对于微处理器非存储部件的软错误易感性评估，一般采用的评估方法在进行指令分析时直接将逻辑屏蔽指令都划分为ACE指令。然而逻辑屏蔽指令中也包含着un-ACE位，在这些un-ACE位上发生软错误并不会对程序的执行结果产生影响，所以软错误易感性评估结果不够准确。

发明内容

本发明为解决现有存在的问题，提供了一种微处理器体系结构级软错误易感性评估方法，本发明提供了以下技术方案：

一种微处理器体系结构级软错误易感性评估方法，所述方法采用参数配置模块、测试程序模块、指令分析模块、逻辑校正模块、生命周期分析模块和软错误易感性分析模块，所述方法包括以下步骤：

步骤一：选取一个模拟器，通过参数配置模块对模拟器进行初始化配置，对一款特定微处理器的功能与性能进行模拟；

步骤二：判断所分析的部件是否为指令队列、寄存器更新单元、加载存储队列、功能单元的非存储部件；

步骤三：模拟器加载测试程序模块中的程序，在程序运行时采用指令分析模块对所分析的部件中执行的指令进行分析，根据指令执行结果是否会对程序的后续执行产生影响，将指令分为ACE指令与un-ACE指令，通过逻辑判断识别出逻辑屏蔽指令，为了保证指令分类的准确性，直接将逻辑屏蔽指令归为ACE指令；

步骤四：采用逻辑校正模块筛选出逻辑屏蔽指令中的un-ACE位，提高软错误易感性评估的准确性；