[發明專利]一種基于RISCV的隨機指令生成平臺及方法

有效

• 申請號: 202011542820.5
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112559045B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 匡正陽;桂江華;楊亮;董利;韓賽飛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F9/38
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體涉及一種基于RISCV的隨機指令生成平臺及方法，該生成平臺包括：指令生成器模塊，用于初始化平臺，添加約束并隨機、拼接形成指令，將生成的指令輸入DUT中；指令模擬器模塊，用于讀取指令，將指令解碼，然后執行指令；比較器模塊，比較DUT與指令模擬器模塊輸出的結果。所述指令生成器模塊包括初始化單元、指令約束單元和指令拼接單元。所述指令模擬器模塊包括指令讀取單元、指令解碼單元和指令執行單元。所述指令約束單元包含基于RISCV指令規則約束和基于流水線的規則約束；以解決現有的隨機指令生成技術可復用性和覆蓋率不足的問題，提高驗證效率。

技術領域

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體涉及一種基于RISCV的隨機指令生成平臺及方法。

背景技術

隨機指令生成技術最早用于快速高效驗證處理器，隨著集成電路工藝的發展，芯片的規模越來越大，需要引入隨機指令生成器生成指令來應對越來越復雜的處理器結構和種類繁多的指令集。隨機指令生成技術通過生成隨機化指令，在保證CPU性能的前提下，產生更科學的隨機化指令，提高驗證的速度和覆蓋率。

目前的隨機指令生成技術大多采用簡單的隨機指令生成或者針對特定的處理器設計，可復用性和覆蓋率都不足，難以提高驗證覆蓋率，因此亟需研發一種基于RISCV的隨機指令生成平臺及方法來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于RISCV的隨機指令生成平臺及方法，以解決現有的隨機指令生成技術可復用性和覆蓋率不足的問題，提高驗證效率。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于RISCV的隨機指令生成平臺，能夠生成隨機化指令進行驗證，該生成平臺包括：

指令生成器模塊，用于初始化平臺，添加約束并隨機、拼接形成指令，將生成的指令輸入DUT中；

指令模擬器模塊，用于讀取指令，將指令解碼，然后執行指令；

比較器模塊，比較DUT與指令模擬器模塊輸出的結果。

優選的，所述指令生成器模塊包括初始化單元、指令約束單元和指令拼接單元。

優選的，所述指令模擬器模塊包括指令讀取單元、指令解碼單元和指令執行單元。

優選的，所述指令約束單元包含基于RISCV指令規則約束和基于流水線的規則約束。

優選的，所述指令拼接單元包括單條指令拼接模塊和程序拼接模塊，分別根據RISCV指令生成規則和RISCV程序規則生成指令和程序。

一種包含上述所述的隨機指令生成平臺的實現方法，包括如下步驟：

步驟1、搭建基于UVM的隨機指令生成平臺，在generate類中生成隨機指令；

步驟2、指令生成器模塊將指令進行分類；

步驟3、指令生成器模塊根據指令布局生成操作碼、操作數、格式類型；

步驟4、指令生成器模塊根據RISCV指令規則拼接形成合法指令；

步驟5、指令生成器模塊構建具體場景，根據程序規則拼接步驟4中生成的RISCV指令形成合法程序。

優選的，所述步驟2中的指令進行分類時，具體包括ALU指令、分支跳轉指令、存儲指令、控制指令和浮點運算指令。

優選的，所述步驟5中的具體場景，程序規則遵循流水線中存在的結構相關沖突，具體的包括ALU沖突、訪存沖突、數據相關沖突和轉移指令沖突。

優選的，所述步驟5中的程序規則，具體包括約束乘除法之間周期、約束取指指令與取操作數指令之間的周期、約束取操作數與寫寄存器之間周期和構建包含循環的完整程序的方式。