微处理器存储管理单元的功能验证方法

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1、第36卷第15期计算机工程2010年8月VoL36No．15ComputerEngineeringAugust2010·开发研究与设计技术·文章编号：1000_-3428(2010)ls__028—l3文献标识码；A中圈分类号：TP303微处理器存储管理单元的功能验证方法李智，周大钧，龚令侃(1．华东计算技术研究所，上海200233；2．山东轻工业学院现代教育中心，济南250353)擅要：在分析存储管理单元(MMU)验证方法的基础上设计一种验证专用操作系统(vPos)。采用静态存储管理、静态用例调度和伪中断

2、处理等技术，为编写可执行、可控制的MMU测试程序提供了软件平台。验证表明，基于VPOS的仿真能在早期的软仿真阶段覆盖94％的MMU设计错误，在FPGA验证中覆盖剩余的错误，保证了移植通用操作系统一次成功。关健词：功能验证；存储管理单元；验证专用操作系统；静态存储管理；静态用例调度；伪中断处理FunctionalrificationMethodfor^MemoryManagementUnitofMicroprocessorsLIZhi，ZHOUDa-jun，GONGLing—kan2．ModemEducati

3、onalTechnologyCenter,ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan250353)[Abstract]ThispaperputsforwardaVerificationPurposeOperatingSystem(VPOS)basedontheverificationforMemoryManagementUnit(MMU)，whichiscapableofstaticmemo~management，staticcaseschedulingandpseudoi

4、nterrupthandling．Designedforhardwareverificationonly,VPOSprovidesanexecutableandcontrollableplatformforMMUtest—programdevelopment．VerificationpracticeshowsthatVPOSbasedsimulationcancover94％oftheMMUbugsveryearlyintheproject，whichreleasesthedebuggingpressure

5、onlaterFPGAverificationbyportingGeneralPurposeOperatingSystem(GPOS)．Therefore，itguaranteestheonetimeSUCCESSoftransp1antinggeneraloperatingsystem．1Keywordslfunctionalverification；Memo~ManagementUnit(MMU)；VerificationPurposeOperatingSystem(VPOS)；staticmemory

6、management；staticcasescheduling；PseudoInterruptHandling(PIH)l概述测试程序另一主要来源是系统软件，如通用操作系统存储管理单元(MemoryManagementUnit，MMU)是多任(GeneralPurposeOS，GPOS)，移植系统软件可以充分验证务系统中微处理器的关键功能部件之一，主要负责完成有效MMU，但“可控性”差，难以根据验证需要配置地址转换机地址到物理地址的转换、存储保护以及访存的中断处理。在制，事实上，通用操作系统更适合做设计签署

7、(DesignSign—微处理器设计过程中，MMU设计验证相对困难，需要寻求off)，以提高对设计在真实应用中的信心，而不是做以调试错新技术和新方法，以保证验证的充分和高效。误为目的的验证。微处理器功能验证方法主要有形式验证和仿真验证由此可见，MMU的验证需要一种能像RTPG那样灵活2类_JJ。形式验证虽然能100％证明设计的正确性，在发现配置处理器状态、又能像GPOS那样执行的测试程序。本文错误时给出反例，但由于状态空间爆炸的问题，只用于规模提出的以验证专用操作系统(VerificationPurpose

8、OS，VPOS)不大的模块级验证。J。目前微处理器的功能验证仍然以仿真为平台的验证方法可以把现有方法的优点结合起来。VPOS验证为主【4。J。验证人员开发一些测试程序，同时送到待测模负责为测试程序初始化处理器状态，使在VPOS上开发的测型和标准模型执行，动态比较发现待测模块的错误。试程序是“可执行的”；简化了调度、存储管理和中断处理算测试程序来源之一是随机生成的指令流RTPG(Random法，又使VPOS“灵活可