【摘 要】
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现如今,随着芯片的集成度和设计规模的不断增大,电子系统的设计和验证工作变得极其繁琐,能够在较高的抽象层次进行快速仿真的虚拟平台可以极大地改善这类问题,在虚拟平台上可以对整个电子系统进行快速的建模,并能够对其进行高效的评估,而Cache(高速缓存)作为电子系统中重要的组成部分,其可靠性会直接影响整个电子系统的正常工作。因此,在虚拟平台层面上对容错Cache进行快速建模,并对Cache的容错策略进行高
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现如今,随着芯片的集成度和设计规模的不断增大,电子系统的设计和验证工作变得极其繁琐,能够在较高的抽象层次进行快速仿真的虚拟平台可以极大地改善这类问题,在虚拟平台上可以对整个电子系统进行快速的建模,并能够对其进行高效的评估,而Cache(高速缓存)作为电子系统中重要的组成部分,其可靠性会直接影响整个电子系统的正常工作。因此,在虚拟平台层面上对容错Cache进行快速建模,并对Cache的容错策略进行高效快速且经济的验证,具有重要的实践意义。本文选取HVP虚拟平台作为研究平台,研究平台中Cache的结构及工作流程,基于平台灵活可配置的特点,建模了可包含多种容错方法的容错Cache模型,并设计了相应的选择端口,通过配置端口可以选择不同容错方法。通过分析相关研究人员对存储单元辐射实验的结果,针对故障发生频率较高的一位和两位数据翻转情况,以分段的奇偶检验码和汉明码为例,为Cache实现两种具体的容错方法,并可以通过配置端口参数,实现两种容错方法的自由选择。为了能够对平台中的容错Cache进行验证,本文通过分析常见的故障注入方式,结合平台的特点设计了包含三种不同层面的故障注入方法的故障注入平台。其中,分析指令集模拟器生成工具TRAP Generator,生成扩展指令集的指令集模拟器,实现了指令层面的故障注入方法;建立Cache中的用于故障注入的寄存器,通过配置寄存器的不同参数,实现了寄存器层面的故障注入方法;建模Cache的随机故障注入单元,实现了模拟故障注入方法。最后,基于此故障注入平台,分别使用三种故障注入方法,通过设计相应的测试程序,对Cache中的两种容错方法分别进行验证,结果表明了容错Cache功能的正确性。
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