基于vmm的多核处理器共享缓存的研究与验证

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1、巧姑？祖少善圍硕±学位论文胃雜圓基于ＶＭＭ的多核处理器共享缓存的研究与验证圍Ｍ作者姓名相里博｜学校导賺名、臟善刚教巧企业导臟名、职疏候锐研究员Ｉ学校代码10701学号1311122871分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于VMM的多核处理器共享缓存的研究与验证作者姓名：相里博领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：董刚教授企业导师姓名、职称：候锐研究员学院：微电子学院提交日期：2016年1月StudyandVerificationofS

2、hareableCacheinMulticoreProcessorbasedonVMMAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByXiangliBoSupervisor:DongGangProfessorHouRuiResearchFellowJanuary2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨

3、的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加ＵＵ示注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。本人签名：寸多锦日期：ＴｐＩ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西

4、安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学保密的学位论文在＿年解密后适用本授权书。、本人签名：抑咬碱导师签名：＾化、、日期：日期：又Ｊ摘要摘要随着我国工业领域的不断发展和数字信息时代的全面

5、来临，目前国内很多企业有能力而且已经投身于国产CPU的研发，以ARM、X86、POWER以及MIPS微架构为基础的产品逐渐进入市场。这些我们所接触的处理器都是冯·诺依曼体系结构，该体系结构最重要的特点就是存取数据。也就是处理器和存储器之间存和取的问题，Cache就是这样一个位于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器，作为处理器和主存之间的一个桥梁，解决高速的处理器和低速的主存存取速度在系统运行时的传输不匹配问题。本文内容是对一款多核处理器的共享缓存LLC（LastLevelCache）进行功能性研究和验证，

6、在该处理器的设计中，LLC是第二级缓存（L2Cache），在结构上连接着主存储器和L1Cache（一级高速缓存），负责实现L1Cache与主存储器之间数据的缓存和传输。该多核处理器是一款四核十六线程的处理器芯片，作为多核处理器的最后一级缓存，该设计（LLC）除了要实现普通的缓存功能之外还需要处理多线程共用造成的缓存一致性问题，整个设计采用的是ARMV8架构，该架构采用的存储模型是弱一致性模型，根据该模型的特点在处理共享区域的访存时候本设计采用了抢锁机制。作者通过对设计文档的解读，对该Cache芯片的主要功能部件

7、做了详细的功能性研究，并在与设计人员实时沟通基础之上，制订了比较完整的功能验证方案。以设计规范为标准，提取功能点和创建功能覆盖率模型。采用VMM验证方法学完成了验证平台的搭建，在创建测试用例时候使用带约束的随机化测试和直接测试相结合的方法，在验证过程中采用代码覆盖率和功能覆盖率相结合的方法来衡量验证工作的完成情况并最终完成了整个验证工作。VMM（VerificationMethodologyManual）验证方法学是当今业界的主流验证方法学，作者通过对VMM的学习和理解，在标准的VMM验证架构之上使用Syste

8、mVerilog高级硬件验证语言搭建了LLC的验证平台并开发测试用例。作者使用Synopsys公司的VCS仿真器进行功能仿真验证。仿真过程中同时使用了覆盖率驱动的验证、可约束随机测试和定向测试三者相结合的验证策略，用代码覆盖率和功能覆盖率来检验验证工作的进展。文章最后给出了代码覆盖率和功能覆盖率报告，并且通过对各个报告进行分析把验证过程中发现的Bug进行分类统计。最后，对本设计的验证平