微处理器功能验证程序生成

根据指令集构造的指令功能、语法格式和语义要求,建立了微处理器指令类型集合和指令操作数集合;以此为基础,为每个指令类型集合构建一个指令生成模型.根据指令生成模型、验证计划等创建微处理器功能验证程序模板,并结合微处理器流水线状态控制部件的有限状态机的基本状态转移路径,提出一种指令序列的功能验证方法.根据程序模板实现功能验证程序伪随机生成.实验结果表明：采用该方法可以高效生成功能覆盖率高、仿真时间短的RISC3200功能验证程序.     

基于VPM和随机激励的处理器核仿真建模

为提高处理器核仿真模型的效率,提出基于SimpleScalar架构对龙芯1号处理器进行虚拟处理器模型行为建模,IPC平均误差为2.3%,速度达到每秒1 000 000条指令。基于可控随机事件机制实现的总线功能模型可以为片上系统(SoC)设计提供激励主动生成方案和片上互连验证功能。实验结果证明,该方法对处理器IP仿真建模具有普适意义,能够被无缝融入SoC流程中。     

机载红外/电视搜索仪数字仿真系统

采用计算机场景生成技术和图像处理技术,建立了机载红外/电视搜索仪数字仿真系统.数字仿真系统响应机载红外/电视搜索仪操作手柄和显控终端控制指令,实现外指令和自模拟两种工作方式.在外指令工作方式下,接收外部控制指令,采集外系统仿真场景视频;在自模拟工作方式下,自主产生控制指令,采用Vega仿真平台生成仿真场景视频.仿真视频以复合视频方式注入机载红外/电视搜索仪,激励搜索仪进行工作,以在实验室内验证其接口、功能及动态性能指标.     

一种面向微处理器验证的分层随机激励方法*

针对日趋复杂的微处理器功能验证,提出一种基于分层思想的受限随机激励产生方法,通过测试层、场景层、功能层和指令层的多层约束,实现随机激励在不同粒度范围的高度可控性,精炼测试空间,加快验证的收敛速度。采用可配置的功能库,将处理器功能行为单元作为随机激励的构建基础,产生逻辑功能与通信接口结合的随机激励,实现系列处理器的验证复用。CKCore处理器验证的实验结果表明,该方法与受限随机激励相比,在功能覆盖率相同的情况下,激励编写量减少60%;在仿真时间相同的情况下,功能和代码覆盖率分别改善10%和5%以上,有效提高处理器验证的质量和效率。     

面向IC装备功能仿真平台的多模式测试方法

为了实现全面对IC装备以及装备功能仿真平台进行功能测试,通过分析装备命令响应特点,提出了包含单指令测试、逻辑指令序列测试以及随机指令序列测试的多模式测试方法;单指令测试验证设备以及由相关设备组成的系统的单指令响应正确性;逻辑指令序列从控制系统角度验证设备或系统的连续动态运行性能;随机指令序列测试验证设备或系统的动态随机响应性能;实际应用表明,提出的测试方法可以满足IC装备功能仿真平台的测试需求。     

通过分析代码覆盖提高功能覆盖率的验证输入自动生成方法

覆盖率驱动的验证是功能验证的重要方法,但功能覆盖定义的主观性和手工调整验证输入的冗长过程都极大地影响了覆盖率驱动验证的效率.文中分析了代码行覆盖次数与功能覆盖率的内在联系,建立了基于代码行覆盖次数的概率模型,提出一种新的通过分析代码覆盖提高功能覆盖率的验证输入自动生成方法--FOCDGAG.通过代码行覆盖次数计算验证输入序列的适应度,选取对提高功能覆盖率贡献较高的输入序列,使用遗传算法自动生成新的输入序列组.实验结果表明,采用FOCDGAG时不需要功能覆盖信息,可以将全随机输入生成的功能覆盖率收敛速度提高10倍以上,将约束随机输入生成的功能覆盖率收敛速度提高20倍以上.     

基于仿真的32位RISC微处理器的功能验证方法

提出了一种基于仿真(slmulation-hased)的32位RISC微处理器的功能验证方法，以伪随机生成和针对流水线模型生成激励向量方式相结合为主的验证环境的建立，提高了功能验证的自动化程度和效率；同时采用代码覆盖率来分析和指出功能验证中的遗漏之处，从而提高了整个验证环境的完备性．另外，通过FPGA硬件验证的结果以及32位RISC微处理器流片的测试结果，可以证明本文所提出的功能验证方法的有效性和完备性．     

TURBO51嵌入式微处理器功能验证

首先介绍了TURBO51嵌入式微处理器的基于分支预测和动态执行结构设计与设计背景及目前验证的发展状况,即形式验证、模拟仿真和硬件加速仿真, 然后介绍了TURBO51设计验证所采用的步骤和每个阶段的任务及通过准则,即首先同步定义文档功能时序设计及验证策略,再进行RTL仿真并达到覆盖率和代码检查并给出覆盖率结果,然后进行FPGA验证,最后进行门级仿真.给出了错误的累计过程,显示TURBO51的设计验证中错误收敛快,在RTL仿真前已排除大部分严重错误,FPGA验证前已排除全部严重错误和99%的其它错误,确保了TURBO51的一次流片成功.但另一方面,在验证中使用配置约束的自动随机指令序列还需加强.     

“申威-1 号”高性能微处理器的功能验证

微处理器设计日趋复杂,如何对微处理器设计进行有效而充分的验证,成为芯片流片成功的关键因素之一.在介绍微处理器功能验证的一般理论和方法的基础上,介绍了“申威-1 号”高性能微处理器的功能验证所采用的验证策略及各种验证方法.RTL(register transfer level)级验证是功能验证的重点,模拟验证是“申威-1 号”RTL 级验证的主要验证手段.详细介绍了如何综合采用多种验证技术来解决RTL 级模拟验证的几个关键问题:高质量测试激励生成、模拟结果正确性的快速判断以及验证覆盖率目标的实现.最后对各种验证方法所取得的验证效果进行了分析.     

Galileo系统伪随机序列生成及其FPGA实现

介绍了Calileo系统使用的伪随机序列的主要特征和生成方式,以此为依据提出了一种该伪随机序列的生成结构,在FPGA上对其生成过程进行模拟与实现,并通过仿真验证了其功能.     

Explore prediction for instruction level redundant execution in fault tolerant microprocessors

Many devices with modern microprocessor have generated an increased attention for transient soft errors. Previous strategies for instruction level temporal redundancy in super-scalar out-of-order processors have up to 45% performance degradation in certain applications compared to normal execution. The reason is that the redundant workload slows down the normal execution. Solutions are proposed to avoid certain redundant execution by reusing the result of the previously executed instructions, but there are still limitations on the instruction level parallelism and the pipeline throughput. In this paper, we propose a novel technique to recover the performance gap between instruction level temporal redundancy and normal execution. We present a set of micro-architectural extensions to implement the reliability prediction and integrate it with the issue logic of a dual instruction stream superscalar core, and conduct extensive evaluations to demonstrate how it can solve the performance problem. Experiments show that in average it can gain back nearly 71.13% of the overall IPC loss caused by redundant execution. Generally, it exhibits much performance and power efficiency within a high transient error rate.     

针对流水冲突的微处理器功能验证程序的自动生成

功能验证是处理器设计中的关键问题，而基于激励向量仿真的方法是功能验证的主流技术，其难点在于如何产生高效的测试程序。研究了针对流水冲突的测试程序的自动生成方法。与常规技术相比，该方法适用于深度流水、指令系统复杂的处理器，具有自动化程度高、针对性强等优点。本文方法已应用于32位RISC处理器的验证中，取得了良好的效果。     

Sensory-based walking motion instruction for biped humanoid robot

This paper describes a sensory-based biped walking motion instruction strategy. Visual and auditory sensors are employed to generate walking patterns according to human orders and to memorize various complete walking patterns effectively and systematically. The motion of lower-limbs for locomotion is created by an online pattern generator based on the sensory information. At the same time, the motion of the trunk and the waist for stability is generated online by a balance control method. Combining these locomotive and balance motions, a complete walking pattern is hierarchically constructed and memorized on a database. The walking instruction is conducted through computer simulation, and its effectiveness is verified.     

功能覆盖率驱动的TAU/MVBC模块验证*

本文基于验证方法学(VMM),使用硬件验证语言搭建分层可复用的TAU/MVBC验证环境,利用功能覆盖率结果对随机激励生成器进行导向,同时使用断言覆盖未达到的边角情况,在合理的时间内达到了预定的覆盖率要求。结果表明,覆盖率导向的带约束随机激励生成方法通过提高对覆盖率贡献较大的小概率事件出现的次数,有效地提高了验证效率。     

一种可重用的验证平台结构

传统的验证方法学已经不能满足SoC验证的需求,现在通常使用验证平台来提高验证的质量。SoC的设计实际上是IP的集成设计,因此需要建立两个验证平台：IP单独验证平台和SoC集成验证平台。为了减少验证时间,提高验证质量,最有效的办法是使这两个验证平台统一,即IP单独验证平台的部分元件甚至全部元件可以直接被SoC集成验证平台重用。文中提出的验证平台结构,可以直接使IP单独验证平台的部分元件,如激励、驱动、监视器、脚本等可以直接为SoC集成验证平台所重用。     

基于TCG技术的二进制翻译条件转移指令优化研究

在二进制翻译中引入TCG中间表示技术可以实现多目标平台之间的程序移植,同时可以更加方便地引入新型平台,解决新平台对主流平台的兼容性问题。然而由于原有的中间表示在翻译过程中影响了代码的关联度,生成的后端代码中存在较多冗余指令,影响翻译程序的执行效率。分析了指令优化可行性,针对条件跳转指令进行优化,通过指令预处理对中间表示进行改进,实现中间表示到后端代码生成由一对多翻译模式到多对多翻译模式的转变,采用指令归约技术,针对条件跳转指令的2种模式CMP-JX型与TEST-JX型,分别设计相应的优化翻译算法,并在开源二进制平台QEMU上实现。基于NPB-3.3和SPEC CPU 2006测试集进行了测试,与以前的翻译模式进行对比,优化后的代码膨胀率平均减少了14.62%,翻译程序运行速度提升了17.23%,验证了该优化方法的有效性。     

A fingerprint verification system based on triangular matching and dynamic time warping

An effective fingerprint verification system is presented. It assumes that an existing reference fingerprint image must validate the identity of a person by means of a test fingerprint image acquired online and in real-time using minutiae matching. The matching system consists of two main blocks: The first allows for the extraction of essential information from the reference image off-line, the second performs the matching itself online. The information is obtained from the reference image by filtering and careful minutiae extraction procedures. The fingerprint identification is based on triangular matching to cope with the strong deformation of fingerprint images due to static friction or finger rolling. The matching is finally validated by dynamic time warping. Results reported on the NIST Special Database 4 reference set, featuring 85 percent correct verification (15 percent false negative) and 0.05 percent false positive, demonstrate the effectiveness of the verification technique.     

Partition-Based Online Aggregation with Shared Sampling in the Cloud

Online aggregation is an attractive sampling-based technology to response aggregation queries by an estimate to the final result, with the confidence interval becoming tighter over time. It has been built into a MapReduce-based cloud system for big data analytics, which allows users to monitor the query progress, and save money by killing the computation early once sufficient accuracy has been obtained. However, there are several limitations that restrict the performance of online aggregation generated from the gap between the current mechanism of MapHeduce paradigm and the requirements of online aggregation, such as： 1） the low sampling efficiency due to the lack of consideration of skewed data distribution for online aggregation in MapReduce, and 2） the large redundant I/O cost of online aggregation caused by the independent job execution mechanism of MapReduce. In this paper, we present OLACloud, a MapReduce-based cloud system to well support online aggregation for different data distributions and large-scale concurrent query processing. We propose a content-aware repartition method with a fair-allocation block placement strategy to increase the sampling efficiency and guarantee the storage and computation load balancing simultaneously. We also develop a shared sampling method to share the sampling opportunities among multiple queries to reduce redundant I/O cost. We also implement OLACloud in Hadoop, and conduct an extensive experimental study on the TPC-H benchmark for skewed data distribution. Our results demonstrate the efficiency and effectiveness of OLACloud.