20、处理器核心的硅后验证：Reversi测试生成系统解析

处理器核心的硅后验证：Reversi测试生成系统解析

1. 传统硅后功能验证方法

在工业领域，硅后功能验证通常采用两种类型的测试：参数化定向测试和约束随机（或伪随机）测试。
- 参数化定向测试 ：能够提供较高的覆盖率，但开发过程需要大量的人力投入。
- 约束随机测试 ：可以自动生成仅包含有效指令序列的伪随机测试，但往往覆盖率较低。更重要的是，执行随机测试序列后处理器的最终状态是未知的。因此，工程师必须模拟设计的黄金模型来计算处理器的最终状态，并将其与实际硬件原型的状态转储进行对比。

这种传统方法存在性能瓶颈，因为黄金模型的模拟速度比硬件执行慢几个数量级，导致最终状态的计算成为整个验证工作的瓶颈。

2. Reversi测试生成系统概述

为了解决上述问题，提出了基于Reversi的硅后验证解决方案。Reversi是一个测试生成器，它生成的测试结果在构建时就是已知的。
- 工作原理 ：许多处理器指令集架构（ISA）中的指令都有对应的逆操作。例如，某些指令可以恢复特定寄存器的值、清除一组标志等。如果没有单个指令可以反转另一个指令的操作，也可以设计一个小程序序列来达到相同的效果。
- 验证流程 ：基于Reversi的硅后验证流程不需要架构模拟器。随机可逆程序可以在测试板或硬件原型本身上生成。这些程序的特点是，在正确执行时，处理器的初始状态和最终状态相匹配。因此，当观察到原型的初始状态和执行测试后的最终状态之间存在差异时，就会标记出错误。

3. 可逆和不可逆