面向IP包处理的微引擎处理器功能验证方法研究

摘要

随在过去的十年间，随着互联网行业的快速发展，人们要求网络处理器在面对不断更新的网络协议和快速增加的网络带宽时具有更强的处理能力，而作为网络处理器数据处理核心的微引擎处理器的吞吐量优化成为了网络处理器体系结构优化的重要方向。随着硬件多线程技术的应用，微引擎处理器的设计复杂度不断提高，而设计复杂度的提高将带来验证复杂度成倍的提高。因此，微引擎处理器的功能验证已经成为微引擎处理器设计的瓶颈，如何对微引擎处理器进行全面的功能验证是我们必须面对的难题。
　　 本文重点研究了微引擎处理器的功能验证技术。微引擎处理器采用了五级流水线和硬件多线程技术，同时拥有将近六十条面向IP包处理的专用指令，难以通过对指令空间进行遍历来实现全面验证，因此采用功能覆盖率和代码覆盖率作为验证的收敛条件。通过建立完备的覆盖率模型，以覆盖率的收敛条件作为验证目标来实现对微引擎处理的功能验证。
　　 本文首先采用基于约束随机的验证方法对微引擎处理器进行了验证，在验证过程中发现了很多功能缺陷，之后对这种方法的缺点进行了分析，提出了基于覆盖率驱动的验证方法，这种方法采用覆盖率收敛技术，以对指令进行树形结构分类为前提，利用覆盖率模型的反馈信息对树形结构进行层次化的剪枝，加速了覆盖率的收敛，最终达到了之前设定的收敛条件，并在很大程度上提高了验证的效率，有效的完成了微引擎处理器的功能验证。