基于多核片上系统的自动验证平台关键技术研究的综述报告.docx

基于多核片上系统的自动验证平台关键技术研究的综述报告
随着芯片技术的不断进步，单核CPU已经不能满足大规模计算的需求，多核片上系统（Multi-coreSystem-on-Chip，简称MPSoC）逐渐成为当前高性能计算的主要形式。为了保证MPSoC的正确性和可靠性，自动验证平台成为了必不可少的技术手段。本文将从多核片上系统自动验证平台关键技术进行综述，包括验证模型构建、验证算法以及验证案例应用等方面。
一、验证模型构建
MPSoC的自动验证平台的关键是构建一个验证模型，以便对硬件的正确性进行验证。验证模型主要包括以下两个方面。
1.功能模型
MPSoC功能模型用于描述系统的功能实现。在功能模型中，需要对系统的各种功能进行抽象描述，构建抽象层次目标模型（AbstractTargetModel，ATM）是验证功能模型的常用方法。ATM比系统具体实现的RTL还要高一个抽象层次，但又要比系统级别的规格说明书要具体，ATM是最接近于规格说明的模型。这样的模型通常是在Verilog或VHDL的RTL级描述缩减的模型，通常不包括具体的设计元素，例如锁或多媒体协处理器。
2.可访问性模型
MPSoC可访问性模型用于描述系统的输入输出特性。在可访问性模型中，需要进行端口剖析，从而确定正确的端口连接文件，以确保先前验证模型的正确性，以及确保正确的控制表达式，以允许所有端口与模拟器进行通信。如果没有正确的验证模型，将无法进行任何其他模拟或验证。
二、验证算法
验证算法是MPSoC自动验证平台的另一个关键技术，旨在通过算法验证模型的正确性。下面介绍两种常见的验证算法。
1.基于模型检测的验证算法
模型检测是一种常用的自动验证技术，由计算机自动推导系统模型的状态，以确定是否满足某些性质。这种技术通常采用有限状态机（FiniteStateMachine，FSM）模型来表示目标硬件的行为，常用的算法有SPIN和NuSMV等。但是，由于MPSoC系统的规模较大，这种方法通常会面临状态爆炸的问题。
2.基于仿真的验证算法
基于仿真的验证算法利用VerificationIP（VIP）来验证设计的标准和协议，如AMBA和PCIExpress等。VIP主要以外部硬件接口或示波器格式为输入，以检查设计是否符合第三方架构标准为目标。然后，VIP可以产生覆盖率报告，以帮助找到测试中未发现的漏洞，并针对性地进行调整。
三、验证案例应用
MPSoC的自动验证平台已成为当前大规模计算的主要形式，本文对几个验证案例的应用进行简要介绍。
1.高速缓存一致性
高速缓存一致性是MPSoC验证的一个重要方面，系统必须确保处理器可以访问所有的高速缓存，并且这些缓存实时保持一致。通过将扫描链与同步算法相结合来检测高速缓存一致性。
2.应用程序编程接口（API）验证
API验证对于保证操作系统和软件库的正确性非常重要。该领域的技术包括RTL和TransactionLevelModel（TLM）验证等，并且需要使用高级电子设计自动化（EDA）工具。
3.硬件安全性验证
硬件电路在执行中可能会遭受外部攻击或锁定，使系统不能正常运行。为了防止这种攻击，硬件电路必须经过安全性验证。该领域的技术包括电磁分析和物理攻击分析等。
总的来说，多核片上系统自动验证平台是保证硬件电路正常运行和高性能计算的关键技术，验证模型构建、验证算法以及验证案例应用是其中的重要方面。由于MPSoC系统的性能要求越来越高，验证平台的技术也将不断发展和完善。