全定制X微处理器的单元建模与验证

发布时间：2020-04-03 13:34

【摘要】： 对于全定制设计的高性能X微处理器而言,由于规模巨大、设计复杂,验证的工作量也随之剧增,利用FPGA可以加速验证过程。FPGA验证一般是针对半定制设计而言的,由于全定制设计方法与半定制设计方法有较多的差异,因此利用FPGA对全定制X微处理器进行功能验证存在较大难度。 在半定制设计验证方法中,一般是以系统描述为基础建立仿真模型,而对于全定制设计的X微处理器,主要以全定制设计数据为基础建立仿真模型,这种模型建立方法的主要难点在于仿真模型与设计模型之间差异较大,需要做的修改工作过多,并且难于保证两种模型之间的等价性。 本论文研究如何对全定制单元进行合理而高效的建模以及如何保证所建立模型的正确性。通过对X微处理器电路结构的详细分析,研究建立仿真模型存在的问题及解决的方法。在验证模型正确性时,将形式化验证方法应用到实际工程中,通过对模块级快速有效的验证加快了整个验证工作的速度,提高了验证的效率,最后通过模拟验证的方法对整个仿真模型进行系统级的验证。
【图文】：

它环节(如逻辑综合、布局布线、测试产生等的自动化问题)关注较多，而对验证重视不够。目前，验证的工作量已经占到整个芯片设计工作量的50%一80%(如图1.1所示)，芯片要尽快推向市场，，验证已经成为极其重要的一环。胜，%加万们2000百万门代夕参5冬即畴一魏还综合!护羲R图1.1设计中验证的比例现代高性能微处理器的规模是日益增大，体系结构也越来越复杂，如采用乱序和推断执行、分支预测、多级cache等，这些技术的采用在增强微处理器性能的同时也对功能验证提出了巨大的挑战[5][61。功能验证的目的在于确认设计符合系统要求的行为规范、涉及流程的各个阶段。从具体实现的角度，可以将功能验第1页

图2.IX微处理器基本结构从图2.1中可以看出，X微处理器内部结构较为复杂，包括以下主要组成部分:四路组相联的指令Cache及其全相联的TLB、指令预取部件和两级动态分支预测部件、简单指令译码和复杂指令译码部件、两个整数部件、双流出多媒体部件、具有处理超越函数能力的浮点部件、四路组相联的数据Cache及其全相联的TLB、分段和分页部件、总线接口部件、对称双处理器接口部件、支持多处理环境的高级可编程中断控制部件。在X微处理器内部实现了两条并行的流水线，分别称之为U流水线和V流第6页
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP332

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本文编号：2613437