11、基于搜索的集成电路压力测试方法

基于搜索的集成电路压力测试方法

1. 引言

集成电路（IC）通常采用模块化设计，开发者将各种子系统组合成综合规范（常以 RTL 表示），再用于硬件组件的合成，这往往需要设置各种参数以优化性能。测试时，通常在“系统级”进行，即通过制定和运行旨在测试 IC 的软件应用程序，并使用辅助应用程序监控底层 IC 的状态，确保其性能符合预期。传统上，这些测试套件是手工构建的，目的常是对 IC 的各个方面进行“压力测试”。

手工测试存在问题，它需要大量的时间和精力来制定。在 IC 领域，由于 IC 常由多个组件组合而成，测试用例很少能被重用，因为对于给定系统，很难预测不同软件参数如何相互作用并影响底层 IC。此外，IC 还存在显著的可测试性问题，从软件角度看，其行为通常高度不确定，会受到其他常规操作系统进程的大量干扰，难以控制，即相同的测试执行可能导致截然不同的行为。

本文聚焦于 ARM 的 CoreLink 缓存一致性互连（CCI）这一硬件组件，它旨在跨多个处理器集群维持多级缓存一致性支持，确保每个访问内存的“主设备”都能获取最新的数据视图。CCI 为开发者提供了大量参数，其性能和行为受操作系统运行的其他进程影响很大，从测试应用程序的角度来看具有高度不确定性。

我们描述了一种基于搜索的方法，用于自动为 CCI 生成测试集，以规避上述不确定性问题。具体贡献如下：
- 简要描述基于传统遗传算法的测试生成方法的初步尝试，该方法通过搜索直接确定可能的内存配置组合，以对 CCI 进行压力测试。
- 提出一种使用爬山法的更高级测试输入生成方法，以解决初始基于遗传算法方法中出现的不确定性问题。
- 通过实验证明，爬山法比传统手工测试集能更有效地对 CCI