基于多核片上系統(tǒng)的自動驗證平臺關鍵技術研究的綜述報告

基于多核片上系統(tǒng)的自動驗證平臺關鍵技術研究的綜述報告隨著芯片技術的不斷進步，單核CPU已經(jīng)不能滿足大規(guī)模計算的需求，多核片上系統(tǒng)（Multi-coreSystem-on-Chip，簡稱MPSoC）逐漸成為當前高性能計算的主要形式。為了保證MPSoC的正確性和可靠性，自動驗證平臺成為了必不可少的技術手段。本文將從多核片上系統(tǒng)自動驗證平臺關鍵技術進行綜述，包括驗證模型構建、驗證算法以及驗證案例應用等方面。一、驗證模型構建MPSoC的自動驗證平臺的關鍵是構建一個驗證模型，以便對硬件的正確性進行驗證。驗證模型主要包括以下兩個方面。1.功能模型MPSoC功能模型用于描述系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。在功能模型中，需要對系統(tǒng)的各種功能進行抽象描述，構建抽象層次目標模型（AbstractTargetModel，ATM）是驗證功能模型的常用方法。ATM比系統(tǒng)具體實現(xiàn)的RTL還要高一個抽象層次，但又要比系統(tǒng)級別的規(guī)格說明書要具體，ATM是最接近于規(guī)格說明的模型。這樣的模型通常是在Verilog或VHDL的RTL級描述縮減的模型，通常不包括具體的設計元素，例如鎖或多媒體協(xié)處理器。2.可訪問性模型MPSoC可訪問性模型用于描述系統(tǒng)的輸入輸出特性。在可訪問性模型中，需要進行端口剖析，從而確定正確的端口連接文件，以確保先前驗證模型的正確性，以及確保正確的控制表達式，以允許所有端口與模擬器進行通信。如果沒有正確的驗證模型，將無法進行任何其他模擬或驗證。二、驗證算法驗證算法是MPSoC自動驗證平臺的另一個關鍵技術，旨在通過算法驗證模型的正確性。下面介紹兩種常見的驗證算法。1.基于模型檢測的驗證算法模型檢測是一種常用的自動驗證技術，由計算機自動推導系統(tǒng)模型的狀態(tài)，以確定是否滿足某些性質(zhì)。這種技術通常采用有限狀態(tài)機（FiniteStateMachine，F(xiàn)SM）模型來表示目標硬件的行為，常用的算法有SPIN和NuSMV等。但是，由于MPSoC系統(tǒng)的規(guī)模較大，這種方法通常會面臨狀態(tài)爆炸的問題。2.基于仿真的驗證算法基于仿真的驗證算法利用VerificationIP（VIP）來驗證設計的標準和協(xié)議，如AMBA和PCIExpress等。VIP主要以外部硬件接口或示波器格式為輸入，以檢查設計是否符合第三方架構標準為目標。然后，VIP可以產(chǎn)生覆蓋率報告，以幫助找到測試中未發(fā)現(xiàn)的漏洞，并針對性地進行調(diào)整。三、驗證案例應用MPSoC的自動驗證平臺已成為當前大規(guī)模計算的主要形式，本文對幾個驗證案例的應用進行簡要介紹。1.高速緩存一致性高速緩存一致性是MPSoC驗證的一個重要方面，系統(tǒng)必須確保處理器可以訪問所有的高速緩存，并且這些緩存實時保持一致。通過將掃描鏈與同步算法相結合來檢測高速緩存一致性。2.應用程序編程接口（API）驗證API驗證對于保證操作系統(tǒng)和軟件庫的正確性非常重要。該領域的技術包括RTL和TransactionLevelModel（TLM）驗證等，并且需要使用高級電子設計自動化（EDA）工具。3.硬件安全性驗證硬件電路在執(zhí)行中可能會遭受外部攻擊或鎖定，使系統(tǒng)不能正常運行。為了防止這種攻擊，硬件電路必須經(jīng)過安全性驗證。該領域的技術包括電磁分析和物理攻擊分析等?？偟膩碚f，多核片上系統(tǒng)自動驗證平臺是保證硬件電路正常運行和高性能