[發明專利]處理器功能仿真模型生成裝置、方法及功能驗證方法

有效

• 申請號: 201210214968.5
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102789418A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 謝崢;陳旭;王新安;蘇吉婷;李世軍;周芝麗;胡子一;張興
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

技術領域

本申請涉及集成電路設計領域，具體涉及一種處理器指令級的功能仿真模型及其自動生成裝置和一種處理器的功能驗證方法。

背景技術

處理器硬件設計的邏輯功能和性能指標主要依賴于硬件設計人員利用硬件描述語言編寫的代碼質量，在實際應用前通常需要先對該處理器的正確性進行驗證。伴隨處理器復雜度的不斷上升，處理器驗證工作的復雜度和工作量呈現指數上升，對驗證的依賴與要求越來越高。作為設計過程的一部分，驗證起著越來越關鍵的作用，驗證的工作量也是相對較大，可能占據到整個設計工作量的70%左右，驗證的效率和可靠性往往決定了項目的成敗。

處理器的驗證主要包括功能驗證和時序驗證等過程，而功能驗證中最基本且使用最廣泛的方法是仿真驗證，仿真驗證在處理器驗證的工程中起著非常重要的作用。

為了確保處理器功能的正確性，通常需要建立一個功能仿真模型，對比處理器和功能仿真模型兩者在相同輸入激勵下的輸出結果來驗證。現有技術中通常采用完全手工開發一個功能仿真模型的方式，這種方式不僅是一項非常繁重的工作，而且極易出錯。一般來說，不僅開發過程需要花費數月的時間，還需要花費大量的時間來進行功能仿真模型正確性的驗證。

發明內容

本申請要解決的主要技術問題是，提供一種可由用戶根據需求自行配置的處理器功能仿真模型的生成裝置。

為解決上述技術問題，本申請提供一種處理器功能仿真模型的生成裝置，該處理器功能仿真模型包括數據結構聲明單元、寄存器初始化單元、輸入處理單元、功能仿真單元和仿真結果輸出單元；

數據結構聲明單元分別與寄存器初始化單元、輸入處理單元、功能仿真單元、仿真結果輸出單元相連；數據結構聲明單元用于根據寄存器配置信息聲明寄存器的個數及每個寄存器的名稱及數據位寬，并聲明保存指令信息所用的數據結構；

寄存器初始化單元分別與數據結構聲明單元、功能仿真單元相連；寄存器初始化單元用于根據寄存器配置信息中的復位值，初始化寄存器的值；

輸入處理單元分別與數據結構聲明單元、功能仿真單元相連；輸入處理單元用于根據輸入的指令機器碼的特征判斷指令類型、提取指令信息以確定指令的功能，并將指令信息轉換為所述數據結構聲明單元中聲明的數據結構并保存；

功能仿真單元分別與數據結構聲明單元、寄存器初始化單元、輸入處理單元以及仿真結果輸出單元相連；功能仿真單元用于根據所述輸入處理單元中確定的指令的功能，完成指令的功能仿真；

仿真結果輸出單元分別與功能仿真單元、數據結構聲明單元相連；仿真結果輸出單元用于將功能仿真單元的功能仿真結果按設定格式輸出；

該生成裝置包括寄存器配置模塊、指令集配置模塊、輸入處理單元生成模塊、功能仿真單元生成模塊、仿真結果配置模塊、仿真結果輸出單元生成模塊和指令功能庫；

寄存器配置模塊：分別與指令集配置模塊、功能仿真單元生成模塊以及仿真結果配置模塊連接，用于接收用戶輸入的寄存器配置信息，并根據寄存器配置信息中的名稱與數據位寬生成數據結構聲明單元；根據寄存器配置信息中的復位值生成寄存器初始化單元；

指令集配置模塊：分別與寄存器配置模塊、輸入處理單元生成模塊、功能仿真單元生成模塊相連，用于接收用戶輸入的指令集配置信息，指令集配置信息包括指令機器碼和指令功能信息，所述指令機器碼包括指令類型的映射字段和操作數映射字段；

輸入處理單元生成模塊：與指令集配置模塊相連，用于根據指令集配置模塊接收的指令集配置信息中的機器碼信息，生成輸入處理單元；

功能仿真單元生成模塊：分別與指令集配置模塊、寄存器配置模塊相連，用于根據指令集配置模塊接收的指令集配置信息中的功能信息生成功能仿真單元；

仿真結果配置模塊：分別與寄存器配置模塊、仿真結果輸出單元生成模塊相連，用于接收用戶輸入的仿真結果配置信息；

仿真結果輸出單元生成模塊：用于根據所述仿真結果配置模塊接收的仿真結果配置信息生成仿真結果輸出單元；

指令功能庫：分別與指令集配置模塊、功能仿真單元生成模塊相連，用于存儲指令集配置模塊接收的指令集配置信息中的功能信息；所述功能仿真單元生成模塊還根據指令功能庫存儲的功能信息生成功能仿真單元。

進一步，所述處理器功能仿真模型的輸入處理單元包括：

指令類型判斷子單元：與指令操作數信息處理子單元相連，用于根據指令機器碼中表示指令類型的信息判斷指令類型；

指令操作數信息處理子單元：用于將指令機器碼中表示指令操作數的信息轉換為所述數據結構聲明單元中聲明的數據結構并保存；