指令通路验证系统及指令通路监测方法技术方案

本发明专利技术提供一种指令通路验证系统及指令通路监测方法，该指令通路验证系统包括：指令执行监控器、驱动模型和待验证环境通路，所述指令执行监控器和所述驱动模块均与所述待验证环境通路相连；所述待验证环境通路包括取指令单元IFU、分支处理单元BPU和数据处理单元DPU；所述驱动模型包括内存管理单元MMU、总线接口单元BIU、通用中断控制器GIC和数据控制单元DCU。在验证环境中集成了包含了IFU、BPU和DPU的整个完整的指令控制通路，搭建了针对性的MMU、BIU、GIC和DCU驱动模型，有针对性地提供指令控制系统所需的驱动，实现了程序异常的覆盖测试。

Instruction Path Verification System and Instruction Path Monitoring Method

【技术实现步骤摘要】
指令通路验证系统及指令通路监测方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种指令通路验证系统及指令通路监测方法。
技术介绍
完整的指令通路是从取指令到寄存器写回的一系列操作。CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)根据当前的PC(ProgramCounter，程序计数器)值，经过VA(VirtualAddress，虚拟地址)-PA(PhysicalAddress，物理地址)的转换后，得到指令所在存储区域的PA，从而从存储中取相应的指令到IFU(InstructionFetchUnit，取指令单元)；经过初步的译码和分支预测后，将所取的指令送往DPU(DataProcessingUnit，数据处理单元)并产生下一条指令的PC；DPU中接收到IFU发送过来的指令后，便进行真正的译码，并执行指令功能，将结果写回到相应的寄存器或存储区域。对于指令通路验证而言，在指令流水的每一个阶段中产生对应的PC，取得正确的指令按功能要求执行，并正确地将执行结果写回存储区是最基本的指令通路验证。在指令执行的过程中，常常会由于程序本身的非法操作产生各种异常，或者有来自于系统内部或外部的中断需要处理，使得指令流水重新被刷新，需要重新产生取指PC，跳转到指定的异常等级或者进行异常相关寄存器的更新。异常可能出现在整个指令流水的每一阶段中，以及不同的指令执行现场下，场景庞大且复杂，并且流水线的刷新也极大增加了验证的困难度。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下技术问题：目前在指令控制通路验证方法上有诸多论述，主要是将IFU和DPU分别进行独立验证。需要分别进行IFU或DPU的模型搭建，并产生各自模型的激励，从而验证所关注目标的特征正确性。并非专门针对指令控制通路验证，而且模型的搭建不免会造成一些失真，不是完整的指令通路，不能全面真实地覆盖到所有的应用场景。
技术实现思路
本专利技术提供的指令通路验证系统及指令通路监测方法，实现了程序异常的测试。第一方面，本专利技术提供一种指令通路验证系统，包括：指令执行监控器、驱动模型和待验证环境通路，所述指令执行监控器和所述驱动模块均与所述待验证环境通路相连；所述待验证环境通路包括取指令单元IFU、分支处理单元BPU和数据处理单元DPU；所述驱动模型包括内存管理单元MMU、总线接口单元BIU、通用中断控制器GIC和数据控制单元DCU。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于上述的指令通路验证系统的指令通路监测方法，包括：获取当前取指令单元的指令流信息；将当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息进行比对；若当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息不一致，则停止执行当前取指令单元对应的数据流文件的仿真。可选的，所述指令流信息包括当前取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果；相应的，所述将当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息进行比对，包括：将当前取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果分别与所述标准指令流数据的取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果进行比对。可选的，所述指令流信息还包括待取指令单元的预测程序计数器，所述待取指令单元的预测程序计数器为根据所述分支指令的预测结果获取的；相应的，在获取当前取指令单元的指令流信息之后，所述方法还包括：依据所述标准指令流数据文件获取待取指令单元的程序计数器；对比所述待取指令单元的预测程序计数器和依据所述标准指令流数据文件获取的待取指令单元的程序计数器是否一致；若一致，则执行数据流文件的仿真。可选的，在对比所述待取指令单元的预测程序计数器和依据所述标准指令流数据文件获取的待取指令单元的程序计数器是否一致之后，所述方法还包括：若不一致，则停止指令流数据文件的监测，并在接收到预测错误的消息时，继续执行指令流数据文件的监测。可选的，在将当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息进行比对之后，所述方法还包括：若当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息一致，则获取写回阶段的程序计数器与标准指令流数据文件的程序计数器的对比结果；若所述结果不一致，则停止执行当前取指令单元对应的数据流文件的仿真。可选的，在获取当前取指令单元的指令流信息之后，所述方法还包括：在接收到构建的异常测试场景之后，判断执行当前取指令单元对应的数据流文件是否有异常；若是，则保存当前取指令单元的程序计数器和寄存器值。可选的，在保存当前取指令单元的程序计数器和寄存器值之后，所述方法还包括：执行异常子程序，并在执行完后恢复异常前执行当前取指令单元对应的数据流文件；直到所述当前取指令单元对应的数据流文件仿真完为止。可选的，在保存当前取指令单元的程序计数器和寄存器值之后，所述方法还包括：停止判断执行当前取指令单元对应的数据流文件是否有异常的步骤。本专利技术实施例提供的指令通路验证系统及指令通路监测方法，在验证环境中集成了包含了IFU、BPU和DPU的整个完整的指令控制通路，搭建了针对性的MMU(MemoryManagementUnit，内存管理单元)、BIU(BusInterfaceUnit，总线接口单元)、GIC(Genericinterruptcontroller，通用中断控制器)和DCU(DataControlUnit，数据控制单元)驱动模型，有针对性地提供指令控制系统所需的驱动，实现了程序异常的覆盖测试。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的指令通路验证系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的指令通路监测方法的流程图；图3为本专利技术另一实施例提供的指令通路监测方法的流程图；图4为本专利技术另一实施例提供的指令通路监测方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种指令通路验证系统，如图1所示，该系统包括：指令执行监控器106、驱动模型和待验证环境通路101，所述指令执行监控器和所述驱动模块均与所述待验证环境通路相连；所述待验证环境通路101包括取指令单元IFU、分支处理单元BPU和数据处理单元DPU；所述驱动模型包括内存管理单元MMU102、总线接口单元BIU103、通用中断控制器GIC105和数据控制单元DCU104。上述指令通路验证系统，在验证环境中集成了包含了IFU、BPU和DPU的整个完整的指令控制通路，搭建了针对性的MMU(MemoryManagementUnit，内存管理单元)、BIU(BusInterfaceUnit，总线接口单元)、GIC(Genericinterruptcontroller，通用中断控制器)和DCU(DataControlUnit，数据控制单元)驱动模型，有针对性地提供指令控制系统所需的驱动，实现了程序异常的覆盖测试。具体的，指令控制通路验证是基于IFU取指令单元、BPU分支处理单元和DPU数据处理单元的设计，验证环境包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指令通路验证系统，其特征在于，包括：指令执行监控器、驱动模型和待验证环境通路，所述指令执行监控器和所述驱动模块均与所述待验证环境通路相连；所述待验证环境通路包括取指令单元IFU、分支处理单元BPU和数据处理单元DPU；所述驱动模型包括内存管理单元MMU、总线接口单元BIU、通用中断控制器GIC和数据控制单元DCU。

【技术特征摘要】
1.一种指令通路验证系统，其特征在于，包括：指令执行监控器、驱动模型和待验证环境通路，所述指令执行监控器和所述驱动模块均与所述待验证环境通路相连；所述待验证环境通路包括取指令单元IFU、分支处理单元BPU和数据处理单元DPU；所述驱动模型包括内存管理单元MMU、总线接口单元BIU、通用中断控制器GIC和数据控制单元DCU。2.一种基于权利要求1所述的指令通路验证系统的指令通路监测方法，其特征在于，包括：获取当前取指令单元的指令流信息；将当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息进行比对；若当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息不一致，则停止执行当前取指令单元对应的数据流文件的仿真。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指令流信息包括当前取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果；相应的，所述将当前取指令单元的指令流信息与标准指令流数据的指令流信息进行比对，包括：将当前取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果分别与所述标准指令流数据的取指令单元的程序计数器、指令码、有效信号和分支指令的预测结果进行比对。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指令流信息还包括待取指令单元的预测程序计数器，所述待取指令单元的预测程序计数器为根据所述分支指令的预测结果获取的；相应的，在获取当前取指令单元的指令流信息之后，所述方法还包括：依据所述标准指令流数据文件获取待取指令单元的程序计数器；对比所述待取指令单元的预测程序计数器和依据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王安徽，刘文彬，余红斌，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31