24、多核处理器后硅验证与数据着色一致性验证技术

多核处理器后硅验证与数据着色一致性验证技术

1. 多核处理器验证挑战

多核处理器如今愈发流行，在多核设计中，不同计算核心并行执行独立的指令流，并通过共享内存子系统进行通信。为加速内存访问执行，这类系统通常配备多级缓存层次结构。这使得处理器核心间的通信变得复杂，验证难度增加。

共享内存设计中有两个关键属性必须验证以确保操作正确性：
- 缓存一致性 ：保证所有加载操作都能获取最近写入的值。
- 内存一致性 ：规定访问之间允许的交错顺序。

在预硅阶段，使用形式化工具可以高效验证高级一致性协议和一致性模型，但实际的 RTL 实现和硅原型验证极为困难，原因在于全局协议状态机的巨大状态空间以及内存子系统的不确定性。

为辅助验证这些关键方面，研究人员近期开始提出后硅解决方案，对处理器进行重新配置，记录内存子系统的行为，随后检查是否存在一致性和连贯性违规。

2. 现有后硅验证技术

• CoSMa ：局限于缓存一致性协议的验证。
• 约束图分析技术 ：旨在通过约束图分析检测内存一致性违规。

3. Dacota 技术概述

如今，由于微处理器系统日益复杂以及开发生产进度的缩短，设计验证中遗漏并进入最终硅片的功能错误数量不断增加。多核处理器架构的广泛采用，因其内存子系统的可变通信延迟，使问题更加严峻，更容易出现细微且具有破坏性的错误。

后硅验证能够在市场发布前实现更