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program-lessverificationandmethodsforhandlinglargedifferencesinabstractionlevelbetweenareferencemodelandtheactualdesign.。
无程序验证和在参考模型和实际设计之间的抽象层的巨大差异的处理方法
②Program-lessverificationisatypeofpseudo(伪)randomverificationwherethenotion(概念)ofasoftwareprogramexecutingonthemicroprocessorhasbeenabandoned.
无程序验证是一种伪随机验证,他抛弃了在处理器上执行软件程序的概念,
Thisremovessomerestrictionsonthepseudorandomdataandinstructionstreams,andavoidslimitationsandbugsinsoftwaretoolssuchasassemblers.
移除了在伪随机数和指令流上的一些限制,并避免了如汇编之类工具的限制和错误
Ahighlevelofabstractionisimportantwhencreatingreferencemodels,sinceitreducestheriskforintroducingerrorsinthereference,aswellastheeffortforcodingit.
在创造参考模型时,高层次的抽象是很重要的,因为它降低了引入错误的风险和译码所需要的功夫
However,thetestbenchesmustthenbeabletocopewithbehaviouraldifferencesduetophenomenasuchasprefetching(预取),speculativeexecutionetc.
然而,测试平台必须能够处理由于诸如预取、前瞻执行等现象引起的行为差异
1Introduction
Withgrowingcomplexitiesofdigitaldevicesthegenerationofacompleteverificationsuiterequiresaneverincreasingportionofthedevelopmenttimeandresources.
随着数字设备的复杂化,制造完整的验证套件需要的开发时间和资源不断增加
Today,eventhoughextensiveverificationhasbeenemployed,deviceswithincorrectfunctionalbehaviourareoccasionallymanufacturedandmarketed.
今天,即使采用了更广泛的验证技术,带有功能缺陷的设备仍然被偶尔生产和销售
③Typically,theerroneouslogicalimplementationhasnotbeendetectedduetoinappropriateverificationcriteria.
通常,错误的逻辑实现由于采用不适当的验证标准而没有被发现
Animportantcontributingfactortosuchoversightsisthatthosepreparingthetestsuiteinadvertentlytendtobaseitonanticipateddeviceapplicationsandthereforemisinterpretthespecificationinthesamewayasthedesigners.
造成这样的疏忽的一个重要的因素那些准备检测套件的人不自觉(不注意的)的倾向于让检测基于预期的器件应用,由此以与设计者一样的方式曲解了说明(技术要求)。
Anexampleofthiscouldbewhenanembeddedmicroprocessorisverifiedbycosimulationwiththetargetapplicationsoftware.
采用目标应用软件协同仿真技术对嵌入式微处理器进行验证就是一个这样的例子,
Anothercontributingreasonisthattheverificationbottlenecklaysinthetimespentondevelopingthetestsuiteratherthansimulatingit(Ref.1).
另一个产生原因是验证的瓶颈在于大部分时间花在了发展测试套件上而不是用于仿真
④Wehaveapproachedtheseproblemsbystimuli(激励)generationformicroprocessorsdecoupledfromtheforeseenusageofthedevice.
我们采用激励生成技术将微处理器从器件的预期功能中分离出来以处理这类问题
Ourmethodreliesoncomparisonofbehaviourbetweendifferentrepresentationsofthemicroprocessor.
我们的方法在于比较不同表示的微处理器的表现
。
⑤Thenotionofavalidsoftwareprogramisabandonedforthestimuligeneration,effectivelyresultinginaprogram-lessverificationapproachformicroprocessors.
对于激励生成而言,抛弃了一个有效软件的概念,有效的得到无程序的微处理器验证技术
Additionally,limitationsassociatedwithsoftwaredevelopmentstoolsareeliminatedinthestimuligenerationprocess.
此外,消除了在激励生成过程中软件开发工具的相关限制
Theratiobetweensimulationtimeandtestbenchcodingtimeisincreased,allowingalargernumberoferrorstobefoundpertimeunitspentonstimulidevelopment.
仿真时间和测试矢量的译码时间之比提高了,由此在每一个用于激励开发的时间段内都有可能发现大量的错误
Thesecharacteristicsyieldinanaccelerationoftheoverallverificationprocess.
这一特点加速了整个验证过程。
Forcomplexdesignsitisnecessarytoobtainacorrectreferencemodelthaisusedthroughoutthedevelopment.
对复杂的设计来说,必须要有一个在整个开发过程中使用的正确的参考模型。
⑥Whendescribingareferenceatahighabstractionlevel,thefunctionalityisnotobscuredbyimplementationdetailswhichallowsaneasierunderstandingoftheproblemandreducesthepossibilityforintroductionoferrors.
在较高的抽象层描述参考模型时,参考模型的功能性在执行细节上必需是清晰的(不能是含糊的),由此才能轻易的理解问题并减少引入错误的概率。
Byapplyingthesamestimulitothetestobjectastothereferencemodel,errorscanbedetectedbycomparingtheobtainedresults.
对测试对象和参考模型都采用同样的激励技术,通过比较获得的结果就可以检测出错误。
Thetestbenchhastobeabletoadaptdynamicallytotheresponsefromeithermodeltotolerate(容忍)correctbutdissimilarbehaviourresultingfromthemodelsbeingatdifferentabstractionlevels.
测试矢量必需能够动态地适应任一模型的响应,以容忍模型在不同抽象层上的正确的但是表现不同的行为
Thestimuliispseudorandomlygeneratedandappliedtothetestobjectandthereference.
激励被伪随机产生并应用于测试对象和参考模型
⑦
Existingmethodsemploygeneratorscoupledwithassemblersandothersoftwaredevelopmenttools,producingpseudorandomsoftwareprogramstobeexecutedasstimuli.
现有的方式是采用发生器和汇编程序及其它的软件开发工具偶合,产生象激励一样被执行的的伪随机软件程序
Suchstimulihavesomedisadvantagessincetheyhavetoadheretothelimitationsthatareattributedtoavalidandexecutableprogram.
这样的激励有一些缺点,因为他们都带着属于有效和可执行的程序所具有的限制。
Insteadofrelyingonexistingpseudorandomgeneratorsandsoftwaretoolswegeneratethestimuliduringtheactualsimulation.
为了不依靠现有的伪随机发生器和软件工具,我们在实际模拟中产生激励
Amicroprocessorissimplyseenasastatemachinebeingfedwithinstructionsanddatawhichareconceivedonthefly(动态),effectivelyresultinginaprogram-lessverificationapproach.
一片微处理器可以简单的看成一个状态机,加入动态生成的指令和数据,有效的产生一个无程序的验证方法。
Anycorrelationbetweenthespecifiedfunctionanditsusageisthusavoidedbycompletelyabandoningthenotionofaprogram.
由于完全抛弃了程序的概念,所以避免了特定功能和其应用之间的任何相关性。
Tocopewithdifferentabstractionlevelsandtoallowprogram-lessverification,wehavechosentodevelopthecompletetestbenchinVHDL.
为了处理不同的抽象级和允许无程序验证,我们选择在VHDL中开发完全的测试平台
⑧Thetestbenchincludesthereferencemodelandthetestobject,andpseudorandomgenerationofexecutedinstructionanddatasequences.
测试平台包括参考模型和测试目标和伪随机生成的执行指令和数据序列
Today,testbenchdevelopmentismoretimeconsumingthantheactualsimulation.
今天,测试平台的开发比实际仿真更花时间。
Methodsincreasingthesimulationportionofthetimespentonverificationarethereforebecomingattractive.
由此,可提高验证中仿真所占的时间比例的方法更具吸引力。
Theoutlinedapproachoffersanaccelerationoftheverificationprocessbyreducingtheeffortrequiredforthedefinitionandimplementationofastimuliforfindingagivennumberoferrors.
概述法在寻找一定数量的错误时可以减少在定义和执行一个激励所花费的时间,所以可以加速验证过程。
⑨Thispaperstartswithanoverviewofdifferentfunctionalverificationapproaches.
本文首先回顾了不同的功能验证方法。
Itisfollowedbyapresentationofourmethodandanin-depthdescriptionofhowitwasappliedtoarealproject.
随后叙述我们的方法并深入描述(这种方法)如何应用于实际项目。
Somerelevantcasesarethendiscussed.Finally,theconclusionsfromtheexperiencearedrawn.
同时讨论了相关的案例,最后从实际经验中得出结论
2Currentverificationapproaches
现有的验证方法
2.1Manualstimuliandinspection 手动激励和检查
Inthepastwhendesignsweresmall,testswereconceivedmanually.
在过去,因为设计很小,所以测试都是手工进行的。
Forthestimuli,thesimulatorwascommandeddirectlyinfrontoftheworkstation,andtheresponseintheformofwaveformswasvisuallyinspectedonthescreen.
对于激励来说,模拟器在工作站前方执行命令,并且以波形的形式反馈在屏幕供上观察
Dependingontheresponse,subsequentstimuliwereconceivedinaninteractivemanner.
根据此响应,以交互式的方式设想下一激励。
Forexample,ifanerrorwasdetected,itseffectontheverificationcouldbereducedbyavoidingtoexercisethatpartofthedesignuntiltheerrorhadbeencorrected.
如果检测到一个错误,在其改正之前通过避免执行那一部分设计就可以减少验证
Whilethisapproachismanageableforsmalldesigns,itsdrawbacksinclude:
然而这种方法只适用于小型设计,其缺点包括:
•riskforconfusingtheactualbehaviourasseenonthescreenwithwhathasbeenspecified,especiallywhenunderpressuretocompletethework;
特别是在尽快完成工作的压力下,可能有混淆在屏幕上反映出来的实际表现和指定功能的风险
•limitedlengthoftheverificationsincerequiringthepersontobepresentattheworkstationwhilesimulating;
由于模拟时要有人在场,验证的时间有限
•unsuitableforrepeatableregressiontesting(回归测试)sinceinteractive,andfurthermorethequalityofrepeatedsimulationsvarieswiththeday-to-dayperformanceofthepersonrunningit.
不适合重复的回归测试,由于是交互式的,而且重复模拟质量随着操作人员日复一日的表现而变化
2.2Extensionforregressionverification回归验证的扩展
Asanextensiontotheaboveapproachtohandleregressiontesting,simulatorcommandswererecordedinafileduringthefirstsimulation,andthenplayedbackforrepeatsimulations.
作为对以上测试方法处理回归验证的扩展,在第一次模拟时记录模拟器命令,在重复模拟时重现。
Similarly,theresponsefromthedesignwasalsostoredinafile,forexampleasperiodicallysampledsignalvalues.
同样的,设计响应也记录在一个文件中,如周期性的采样信号值,
Themanuallyinspectedresponsefromthefirstsimulationwasstoredasareferencefile,andfilesresultingfromsubsequentsimulationswerethencomparedtothisreferenceusingsomesortofcomparisonutility.
存储第一次模拟的人工检查响应作为一个参考文件,然后使用一些比较工具对随后的模拟结果与参考文件进行比较
Thisextensionissuitableforverifyingthatthedesignbehavesexactlyasduringthereferencesimulation,forexampletoverifythatithasnotchangedduetoamodificationinthedesign.
这种扩展适用于在参考模型仿真时验证精确的设计表现,如验证那些在设计修正时不发生改变的。
However,duetotherigidcriteriatoexactlycorrespondtothereferencesimulation,itisnotwellsuitedtohandledminorchangesinthebehaviourthatarestillwithinthespecification
由于有必需与参考模拟准确对应的严格的标准,它不适用于处理在技术要求中有微小的改变的情况.
Anexampleofsuchacasecouldbeanon-critical(非临界)signalbeingactiveoneclockcyclelaterthaninthereferencesimulation.
例如一个非临界信号比参考模型的仿真晚一个时钟周期被激活的情况。
Evenifthiswouldbeacceptablefromaspecificationpointofview,itwouldbesignaledasanerrorbytheverification,sinceitis
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