集群間交互的一致性設計驗證的方法和系統的製作方法

2023-05-23 17:23:11 2

專利名稱：：集群間交互的一致性設計驗證的方法和系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及試驗和/驗證設計的方法和系統，更具體地，涉及使用模擬處理的集群間交互的片上系統(SoC)設計驗證的方法和系統。
背景技術：
：現今，集成電路(IC)晶片在複雜性和精細度上均大大改進。例如，在早期的一代晶片設計中，晶片會包括由邏輯門之間的互連實現的相對簡單的電子邏輯塊，然而，新一代晶片包含具有常稱為「核(core)」的複雜的、模塊化IC設計的組合的設計，這些模塊化IC設計共同構成整個SoC。這些新一代IC設計通過例如具有包含更小的特徵尺寸的能力並由此增加可在單個晶片上建造的電路的數量、大大增加晶片本身的總體功能性和性能特性。但這需要成本更長的設計和驗證時間，這又轉化成更長的開發和製造成本。要設計這些複雜的IC晶片，IC晶片開發包括設計階段和驗證階段，其中，後者對確定晶片本身的可使用性並由此對確定晶片的功能性較為關鍵。例如，正是在驗證階段中確定設計是否如期望的那樣工作。驗證階段已向軟體模擬方法靠攏，以避免首先以硬體實現設計來驗證這些設計的可使用性的成本。但是，由於必須為每一次模擬構建整個設計和試驗臺，因此多處理器和多核設計可導致非常大的模擬模型。即使當使用現代模擬工具時，模擬負載和執行時間以及構建時間也會變得在成本和時間上無法接受。由於設計的完整的通過級(gatelevel)表示必須被構建並被加載到各處理器的模擬中，因此，在具有處理器間集群的複雜設計的情況下尤其如此。作為示例，在驗證設計中，模擬器(例如，功能包含接收以諸如Verilog或VHDL的硬體描述語言(HDL)寫成的軟體的專用軟體)模擬電路設計(例如核)以模擬設計的響應。該響應通過試驗實例被應用，以確定設計是否如期望的那樣起作用。但是，要實現能接受的無故障設計，驗證軟體必須將完整的設計加載到現有的工具上以滿意地驗證設計，即，在模擬中應用多個試驗實例以完全執行該設計。由於晶片設計在單核以及多核之間的交互(interaction)中均變得更複雜，因此驗證趨於需要更多的時間和計算資源，這主要是由於與整個設計相關的建模和功能的交互的驗證。即，例如，由於為僅測試一個功能或測試兩個或更多個功能之間的交互，需要加載和實施整個試驗設計，因此驗證處理呈指數地變長。由於不存在可相互通信以驗證多處理器核之間的交互的已知技術，因此，對於多處理器核的驗證，該驗證處理變得更複雜。當前的驗證方法中的這些不足加重時間壓力，並大大增加進入市場的時間，進入市場的時間對處於商業競爭中的IC晶片的開發商和市場商家來說是關鍵因素。
發明內容在本發明的第一方面中，一種方法包括產生取決於已知的次序的試驗實例，和在起始處理器上執行試驗實例直到其達到已知點。該方法還包括在不同的處理器上執行該試驗實例以執行動作，和通知起始處理器採取了動作。起始處理器驗證該動作為正在發生。在本發明的另一方面中，一種方法包括提供信號以訪問和獲得從至少兩個處理器中的第一處理器上的分布的試驗實例的執行獲得的共享信息，使得通過第一處理器完成的任務在分布的試驗實例的同時執行期間被傳送給所述至少兩個處理器中的第二處理器。該方法還包括當接收到所述信號時，通過使用共享信息執行第二處理器上的分布的試驗實例的試驗實例，以驗證設計。該信號在多處理器應用中提供分布的試驗實例的控制和同步。在本發明的另一方面中，一種系統包括構成為和適於允許同時執行在不同的處理器上運行的分布的試驗實例和傳送分布的試驗實例的各試驗實例的狀態的機構。該系統還包括提供握手協議以發出信號指示何時檢查在所述不同的處理器的對應的另一處理器上的試驗實例的結果並響應以檢查結果的模塊。在本發明的另一方面中，提供一種包括包含計算機可讀程序的計算機可用介質的電腦程式產品。當在計算機上被執行時，計算機可讀程序使計算機執行本發明的步驟。圖1是說明根據本發明的實施例的框圖；圖2表示本發明的示例性例子，該例子可等同地代表表示本發明的步驟的流程圖；圖3是代表失效恢復機構的框圖，該框圖可等同地代表表示本發明的步驟的流程圖；圖4是代表實現本發明的系統和方法的示例性例子的框圖。具體實施例方式本發明涉及使用改進的模擬處理的多處理器的片上系統(SoC)設計驗證的方法和系統。在本發明的實施例中，系統和方法執行同時在多個處理器上運行的分布的試驗實例，這些處理器能夠傳送各試驗實例(例如，分布的試驗實例)的各個狀態以確認或驗證跨多個處理器程序的功能。更具體地，該方法和系統提供多處理器TOS(試驗作業系統)應用中的分布的試驗實例的控制和同步。因此，在實施例中，本發明的系統和方法使得多TOS應用中的任務能夠在同時執行(例如，使用共享消息存儲器和TestnSet硬體)期間傳送以驗證多處理器的設計。在一個實現中，試驗應用包含以下構成要素中的一個或更多個-使共享消息存儲器(SMM)支持TOS間協議(使用例如MPTOSAPI功能調用)的一致性結構；-對共享外部模擬模型(例如，EMU、SMM和timebaseRTM)的基本操作中溝通可執行應用(例如，TOS可執行應用)的信標(semaphore)機構；-在慢和快模式操作中使每一TOS應用在並行試驗實例調度中輪詢命令隊列的機構；和/或-失效恢復機構。通過使用這些結構特徵，多處理器核之間的交互可被驗證，這導致經驗證的魯棒設計和大大加快的進入市場運轉周期。圖1示出實現本發明的特徵的框圖。特別地，圖1示出用附圖標記100表示的一個或更多個工作站。一個或工作站100包括存儲器、一個更多個處理器和其它公知的部件。在本發明的一個實現中，一個或更多個工作站100包括支持TOS間協議的共享消息存儲器(SMM)200。一個或更多個工作站100還包括共享存儲器鎖定(lock)試驗和設置硬體(SMMLockTNSHW)300、一個或更多個例如在不同處理器上運行的程序應用400a和400b和失效恢復機構500。程序應用400a、400b可以是運行試驗實例(testcase)用於在不同處理器上驗證設計的任何常規程序應用，諸如例如autoTOSTM。在一個特定例子中，為了產生特定試驗以進行驗證，可使用autoTOSTM(或ADF(應用定義文件)(其中規定軟體資源))以編輯用戶指定的參數(例如資源)。本領域技術人員應當知道，autoTOSTM是用於使試驗和產生處理自動化的編輯工具。本領域技術人員應理解，在一個實現中，autoTOSTM可用於產生實現模板的試驗實例。仍參照圖1，在示出的實施例中，TOS應用在各獨立的處理器上同時運行「察覺另一(alternateaware)」(或分布的)試驗實例。要實現分布的試驗實例，在一個實施例中，可以通過由autoTOS產生的SYSTEMCALLBACK功能在TOS應用之間發送信號。如下面更全面地討論的那樣，通過使用SYSTEMCALLBACK功能，應用400a、400b可通過SMM200相互傳送信息，其由SMMLockTNSHW300的握手啟動。作為一個示例，SMMLockTNSHW300在至少兩個處理器之間實現握手(例如，信號)，這為SMM提供了支持至少兩個處理器的TOS間協議的一致性結構(coherentstructure)。在一個例子中，當要檢查另一TOS應用的結果，握手(例如，握手協議)可向TOS應用發出信號，並響應以檢查的結果。以這種方式，握手可用於在鎖定和解鎖讀寫操作時啟動TOS間通信。這在部分上允許各試驗實例的同時運行以及它們的交互。這樣，試驗實例的功能可「被分布」在不同的處理器之間。在實施例中，SMMLockTNSHW300確保，當從一個處理器設置閉鎖(lock)時，系統中的所有其它的處理器查看並適當地識別該閉鎖。握手的實現可包含例如VoidEMU_Spin_Lock(void){Unsignedchartemp8＝0×80；/*obtainthelock，whenvalid*/If(lock_state！＝2)return；While(temp80x80)＝＝0x80)READ_MIO8_NOTRACE(KERNEL_TESTNSET+(TOSID*8)+EMULOCK，temp8)；Retum；}(「READ_MIO8_NOTRACE(KERNEL_TESTNSET+(TOSID*8)+EMULOCK，temp8」isareusableAPI，whichmaybeobtainedfromalibrary.)仍參照圖1，SMM200可以為被實現為共享多個處理器的TOS應用的信息的bin文件的SRAM。在實現中，SMM200在對共享外部模擬模型(EMU、SMM和timebaseRTM)的基本操作中為所有的通信TOS可執行應用(executable)提供信標(semaphore)機構。即，在實現中，SMM200提供在讀/寫操作中共享同一數據的兩個程序之間的通信。眾所周知，基本操作在一個周期中同時允許讀/寫操作，使得在讀/寫操作之間不能執行其它的並行運行的程序。以上述方式，可產生取決於已知的次序的試驗實例。作為分布的試驗實例，該試驗實例可然後以要求的次序在不同的處理器中被執行。例如，起始處理器上的試驗實例可運行直到它到達已知的點。取得從起始處理器獲得的信息，然後該試驗實例可在不同的處理器上運行以執行動作。起始處理可覺察到採取的動作並驗證採取了這種動作。圖2表示本發明的示例性例子，該例子可等同地代表表示本發明的步驟的流程圖。在圖2中，兩個程序應用的例子，例如TOS-0400a和TOS-1400b，通過使用根據本發明的SMM200和SMMLockTNSHW300相互通信。本領域技術人員應當理解，可以以這裡所述的方式用本發明實現多於兩個的TOS應用(或其它公知的驗證應用)。在一個特定實施例中，SMMLockTNSHW300實現握手，這為SMM提供了支持TOS間協議的一致性結構。例如，在鎖定和解鎖讀寫操作時握手提供告之TOS-0400a可與TOS-1400b通信的協議。在圖2的實現中，SMM200為要在TOS應用400a、400b之間共享的TOS信息提供隊列。該隊列可以根據本發明被詢問。在圖2的例子中，TOS-0400a獲得對SMM200的鎖定，並且，在TOS-0試驗實例中獲得的信息或其一部分被傳輸並被存儲在SMM200的隊列中。SMM鎖定將被釋放，並且TOS-0400a將輪詢SMM200的隊列深度。握手然後將發出信號到TOS-1400b以執行其試驗實例程序(其可在不同的處理器上運行)，現在可以用從TOS-0應用運行獲得的信息執行該試驗實例程序。TOS-1400b將輪詢隊列深度並獲得鎖定。TOS-1400b將提取消息、釋放SMM鎖定並執行該消息。該消息將包含在TOS-1上運行的試驗實例的執行使用的信息。作為進一步的步驟，TOS-0400a可獲得鎖定並提取來自隊列的響應並釋放鎖定，這使得TOS-1能夠獲得鎖定(例如，在來自握手的指令下)。TOS-1400b在執行其程序應用時可在隊列中存儲響應用於參照。SMM的鎖定然後可被釋放。在這種方式中，TOS-0和TOS-1的試驗實例可同時運行(例如，被分布)並可傳送它們各自的狀態，以確認或驗證微處理器(MP)程序。通過使用圖2的例子，可以在慢和快模式操作中實現使各TOS應用在並行試驗實例調度中輪詢命令隊列的機構。例如，在實現中，快模式調試試驗實例；以及慢模式運行多個試驗實例，以在一個模擬運行上驗證最大量的驗證用試驗實例。圖3是代表失效恢復機構的框圖，該框圖可等同地代表表示本發明的步驟的流程圖。失效恢復機構可駐留在一個或更多個工作站100上，並被設計為在模擬運行的過程中取消正在TOS應用上運行的試驗實例。例如，在圖3的例子中，通過使用本發明的失效恢復機構，可以取消TOS-0和/或TOS-1上的分布的應用。在實現中，失效恢復機構在運行分布的試驗實例的不同試驗實例的TOS應用之間提供信號。作為例子，TOS-0可啟動對硬體的試驗，該試驗同時在根據本發明的TOS-0和TOS-1上運行。TOS-0將向另一TOS、TOS-1發出信號(signal)以檢查正在運行的試驗的結果。另一方面，TOS-1將等待檢查結果的信號。TOS-1將檢查硬體結果並將響應發送回TOS-0。TOS-0將等待該結果，並且，如果在預定的時間段內沒有提供該結果，那麼TOS-1將提供信號以取消正在TOS-1上運行的另一試驗實例。可以通過使用例如MPTOS_CAN_ALTERNATEAPI的MPTOS實現該「取消」或「刪除(kill)」操作。圖4表示實現本發明的系統和方法的實施例。在圖4中，可以在運行例如如圖2和圖3的示例性例子所示的試驗實例和失效恢復之前執行下面步驟-初始化TOSCPU/內核(Kernel)；-開始晶片初始化；-初始化-BUS；-確定TestnSetLogic；-釋放TOS-n-(如果TOS-0)向子應用(Child)發布MPTOS_INIT；-完成晶片初始化；和-向子應用發布MPTOS_ALLGO應當理解，可以通過使用握手協議使這些步驟與TOS-1應用的步驟同步。在圖4中，TOS-1(子應用)在運行如例如圖2和圖3的示例性例子所示的試驗實例和失效恢復之前執行下面步驟-初始化CPU/內核(Kernel)；-等待來自父應用(Parent)的MPTOS_INIT；-執行晶片初始化；-向父應用發布MPTOS_INIT_COMPLETE；-等待來自父應用的MPTOS_ALLGO；和-執行試驗實例調度。應當理解，可以通過使用握手協議使這些步驟與TOS-0應用的步驟同步。仍參照圖4，根據以上說明，一旦初始化TOS-0、TOS-1，然後就可同時運行試驗實例。如上所述，也可運行失效恢復機構。在一個例子中，失效恢復可包含在與執行試驗實例的子應用(child)(或多個子應用)通信的TOS-0上實現的以下偽代碼-試驗完成，ALLSTOP；-向Child發布MP_ALLSTOP；-等待來自Child的MPTOS_TERMINATED；-發布SIM_CTL-停止模擬器；和-退出。在本例子中，失效恢復可包含在與TOS-0通信的TOS-1(任何子應用)上實現的以下偽代碼-試驗完成，ALLSTOP；-等待來自父應用的MP_ALLSTOP；-向父應用發布MPTOS_TERMINATED；-退出。以所述的方式，本發明的系統和方法通過使用處理器間消息協議和握手協議在用於多處理驗證的多處理器TOS應用中控制和同步分布的試驗實例(例如，跨多個提取層)。因此，通過實現本發明的系統和方法，當共享同一HW資源(使用MUTEX結構和存儲器分配)時，一個TOS(或其它)應用內的任務可跨編碼層(使用功能調用和調回功能)同步和異步通信。這樣，能夠在保證一致性的同時，在同時在待驗證的多處理器SoC設計中運行的多個TOS驗證應用之間提供任務間通信。這裡所述的方法被用於集成電路晶片的製造中。得到的集成電路晶片以作為裸片的原始晶片形式(即，作為具有多個未被封裝的晶片的單一晶片)或以封裝的形式被製造者分發。在後一種情況中，晶片被安裝在單一晶片封裝(諸如具有固定到母板上的引線的塑料載體或其它更高級的載體)或多晶片封裝(諸如具有任一或兩表面互連或嵌入的互連的陶瓷載體)中。在任何情況下，然後將該晶片作為(a)諸如母板的中間產品或(b)最終產品的一部分與其它晶片、分立的電路元件和/或其它信號處理裝置集成。最終產品可以是範圍從玩具和其它低端應用到具有顯示器、鍵盤或其它輸入設備和中央處理器的先進計算機產品的包含集成電路晶片的任何產品。本發明可採取完全為硬體的實施例、完全為軟體的實施例或同時包含硬體和軟體要素的實施例的形式。在優選的實施例中，以包含但不限固件、常駐軟體、微代碼等的軟體實現本發明。並且，本發明可採取可從提供程序代碼的計算機可用或計算機可讀介質訪問的電腦程式產品的形式，該程序代碼供計算機或任何指令執行系統使用或與其相關使用。為了說明的目的，計算機可用或計算可讀介質可以是可包含、存儲、傳送、傳播或傳輸供指令執行系統、裝置或設備使用或與其相關使用的程序的任何裝置。介質可以是電子、磁、光、電磁、紅外或半導體系統(或裝置或器件)或傳播媒介。計算機可讀介質的例子包括半導體或固態存儲器、磁帶、可移除計算機磁碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、剛性磁碟和光碟。光碟的當前的例子包含緊緻盤-只讀存儲器(CD-ROM)、緊緻盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。適於存儲和/或執行程序代碼的數據處理系統將包括至少一個通過系統總線直接或間接與存儲元件耦合的處理器。存儲元件可包括在程序代碼的實際執行中使用的局部存儲器、大容量存儲器、和為了減少在執行中必須從大容量存儲器取回代碼的次數提供至少一些程序代碼的臨時存儲的高速緩衝存儲器。輸入/輸出或I/O設備(包含但不限於鍵盤、顯示器、指示裝置等)可直接或通過居間的I/O控制器與系統耦合。網絡適配器也可與系統耦合，以使得數據處理系統能夠通過居間的專用或公用網絡與其它數據處理系統或遠程印表機或存儲設備耦合。數據機、電纜數據機和乙太網卡僅是一些當前可用的類型的網絡適配器。雖然根據示例性實施例說明了本發明，但本領域技術人員能夠認識到，可以用修改方式以及在所附的權利要求書的精神和範圍內實踐本發明。權利要求1.一種方法，包括產生取決於已知的次序的試驗實例；在起始處理器上執行試驗實例直到其達到已知點；在不同的處理器上執行該試驗實例以執行動作；通知起始處理器採取了所述動作；和起始處理器驗證發生了所述動作。2.根據權利要求1的方法，還包括在起始處理器和所述不同的處理器之間提供用於在試驗實例的執行期間獲得的信息的交換的共享消息存儲器。3.根據權利要求2的方法，還包括為SMM提供支持在起始處理器和所述不同的處理器上運行的TOS(試驗作業系統)間協議的一致性結構。4.根據權利要求1的方法，還包括提供在起始處理器和所述不同的處理器之間共享的試驗實例的基本操作中溝通TOS可執行應用的信標機構。5.根據權利要求1的方法，還包括提供在慢和快模式操作中的至少一個中使起始處理器和所述不同的處理器在並行調度中輪詢命令隊列的機構。6.根據權利要求1的方法，還包括提供失效恢復機構。7.根據權利要求6的方法，其中，失效恢復機構在模擬運行中取消正在起始處理器和所述不同的處理器中的一個上運行的試驗實例。8.根據權利要求7的方法，其中，失效恢復機構包括向所述不同的處理器發出信號以檢查正在運行的試驗實例的結果；等待與正在運行的試驗實例的結果一起返回的信號；和當在預定的時間段內沒有返回信號時，取消正在所述不同的處理器上運行的試驗實例。9.根據權利要求1的方法，還包括通過使用權利要求1的方法製造集成電路。10.根據權利要求9的方法，還包括分發集成電路晶片的步驟。11.一種方法，包括提供信號以訪問和獲得從至少兩個處理器中的第一處理器上的分布的試驗實例的執行獲得的共享信息，使得通過第一處理器完成的任務在分布的試驗實例的同時執行期間被傳送給所述至少兩個處理器中的第二處理器；和當接收到所述信號時，通過使用共享信息執行第二處理器上的分布的試驗實例的試驗實例，以驗證設計，其中，所述信號在多處理器應用中提供分布的試驗實例的控制和同步。12.根據權利要求11的方法，其中，所述至少兩個處理器包含同步運行分布的試驗實例的試驗實例以驗證設計的程序應用。13.根據權利要求11的方法，其中，分布的試驗實例同時在所述至少兩個處理器上運行。14.根據權利要求11的方法，還包括提供握手協議，以向所述至少兩個處理器發出信號來輪詢共享存儲器中的隊列，以獲得共享信息。15.根據權利要求11的方法，還包括輪詢隊列深度並獲得鎖定以提取共享信息並執行分布的試驗實例。16.根據權利要求11的方法，其中，所述信號為共享存儲器提供支持所述至少兩個處理器之間TOS間協議的一致性結構。17.根據權利要求11的方法，還包括提供失效恢復機構，該失效恢復機構包括向第二處理器發出信號以檢查分布的試驗實例的結果；等待對所述發出信號的響應；和當等待時間比預定時間長時取消正在第二處理器上運行的分布的試驗實例。18.一種系統，包括構成為和適於允許同時執行在不同的處理器上運行的分布的試驗實例和傳送分布的試驗實例的各試驗實例的狀態的機構；和提供握手協議以發出信號指示何時檢查在所述不同的處理器的對應的另一處理器上的試驗實例的結果並響應以檢查結果的模塊。19.根據權利要求18的系統，還包括允許分布的試驗實例的試驗實例被取消的失效恢復機構。20.根據權利要求18的方法，還包括用於存儲和交換試驗實例的結果的共享消息存儲器，其中，所述機構在保持一致性的多處理器驗證軟體中提供跨多個提取層的同步。21.一種電腦程式產品，包括包含計算機可讀程序的計算機可用介質，其中，當在計算機上被執行時，計算機可讀程序使計算機提供信號以訪問和獲得從至少兩個處理器中的第一處理器上的分布的試驗實例的執行獲得的共享信息，使得通過第一處理器完成的任務在分布的試驗實例的同時執行期間被傳送給所述至少兩個處理器中的第二處理器；和當接收到所述信號時，通過使用共享信息執行第二處理器上的分布的試驗實例的試驗實例，以驗證設計。全文摘要方法和系統包括產生取決於已知的次序的試驗實例，和在起始處理器上執行試驗實例直到其達到已知點。方法還包括在不同的處理器上執行試驗實例以執行動作，和通知起始處理器採取了所述動作。用起始處理器驗證該動作為正在發生。文檔編號G06F17/50GK1979506SQ20061013731公開日2007年6月13日申請日期2006年10月17日優先權日2005年12月9日發明者羅伯特·J.·德維斯,戴維·W.·米爾頓,帕斯卡·A.·薩姆申請人:國際商業機器公司