Разработка и исследование функциональных диагностических тестов конвейеризованных RISC процессоров

• Автор: Белкин, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЫКОР МЕТОДИКИ ТЕСТОВОГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОРОВ.

1.1 Основные определения

1.2 Тестовое диагностирование процессоров в системах на кристалле.

1.3 Архитектура и тестовое диагностирование реконфигурируемых систем

1.4 Методы тестового диагностирования процессоров.

1.5 Оценка существующих методик программного тестового диагностирования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТЕСТОВОГО
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОРОВ.
2.1 Архитектура системы команд процессоров
2.2 Методика функционального тестового диагностирования механизмов передачи и обработки данных
2.2.1 Функциональная декомпозиция процессора
2.2.2 Механизм хранения и передачи данных
2.2.3 Механизмы обработки данных.
2.3 Методика функционального тестового диагностирования
механизмов управления
2.3.1 Функциональная декомпозиция механизмов управления.
2.3.2 Механизм управления передачей данных.
2.3.3 Механизм управления обработкой данных
2.3.4 Механизм управления выполнением команд
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТЕСТОВ
МИКРОПРОЦЕССОРОВ
3.1 Особенности архитектур диагностируемых процессоров .
3.2 Разработка гесгов механизмов хранения и передачи
данных
3.3 Разработка тестов механизмов обработки данных.
3.4 Разработка тестов механизмов управления.
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ТЕСТОВ СРЕДСТВАМИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
4.1 Эффективность функциональных тестов.
4.2 Принципы работы программного испытательного сгенда .
4.3 Разработка испытательного стенда с использованием
совместной работы двух программимитаторов
4.3.1 Постановка задачи.
4.3.2 Обоснование схемы совместной работы программимитаторов .
4.3.3 Оценка качества теста моделированием константных неисправностей
4.3.4 Схема испытательного стенда.
4.4 Оценка эффективности функциональных диагностических тестов на моделях процессоров.
ГЛАВА 5. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТЕСТОВОЕ
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КОНВЕЙЕРИЗОВАННЫХ ТШС ПРОЦЕССОРОВ.
5.1 Функциональная декомпозиция архитектуры.
5.2 Принцип тестового диагностирования механизмов процессора с параллелизмом уровня системы команд
5.3 Особенности конвейерной архитектуры, существенные для разработки тестов
5.4 Общая функциональная модель механизма и модель неисправности
5.5 Тестовое диагностирование механизма, управляемого полями команд
5.6 Тестовое диагностирование механизма управляемого зависимостями по данным
5.7 Оценка эффективности функциональных тестов на модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Функциональная декомпозиция архитектуры. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Приложение 1. Приложение 2. Приложение 3. Приложение 4. Приложение 5. Приложение 6. Приложение 8. Приложение 9. Приложение . ГМ Г раф-мо. Актуальность темы. Публикация первых работ, [, ] и др. В -е годы развитие этого подхода привело к разработке методик, [4, ) и др. В последние годы разработаны автоматизированные методики [, , , ], характеризующиеся отказом от функциональных моделей и использующие точные регистровые и вентильные модели. Разнообразие прикладных вычислительных задач, растущий спрос на электронные вычислительные средства и прогресс в технологии производства полупроводников вызвали потребность в массовом производстве и гибком конфигурировании этих средств. Универсальные и специализированные процессоры являются неотъемлемой частью современной электронной аппарагуры. Сегодня процессорные модули обычно интегрированы в состав систем на кристалле, которые могут включать один или несколько модулей универсальных и специализированных процессоров. Как правило, архитектуры современных универсальных процессоров наследуют архитектуру 1Ж>С и конвейеризованы. Более того, развитие других архитектур часто идет по пути использования принципов ШБС на уровне микроархитектуры. Проектирование современных процессоров и систем на кристалле требует значительных затрат времени и других ресурсов, поэтому в проектируемых системах часто используются готовые функциональные модули, разработанные ранее для других систем. Новые задачи стоят сегодня перед разработчиками систем тестового диагностирования цифровой аппаратуры и тестов. Широкое применение процессоров и специфика их разработки, производства и применения позволили выделить их в отдельный подкласс цифровых объектов диагностирования. Для их тестового диагностирования признано целесообразным использование специальных тестовых программ. Потребность в сокращении временных затрат на проектирование, реконфигурировании аппаратуры и использовании в новых системах готовых модулей вызвала необходимость начала разработки теста и тестового оборудования, когда точная логическая вентильная схема процессора еще неизвестна. В связи с этим, для тестового диагностирования современных процессоров возрастает актуальность функциональных методов. Функциональные тесты можно эффективно применить для самодиагностики процессорных модулей в составе систем на кристалле. Выполнение тестовых программ проводится на рабочей частоте, поэтому занимает мало времени. Для разработки тестовой программы может быть необязательным знание точной логической схемы всего процессора, поэтому тест может разрабатываться параллельно с самим процессором. Функциональные тесты, полученные на основе архитектуры процессора, наряду с формальными методами могут применяться для верификации его проекта. Актуальность настоящего исследования вызвана потребностью в разработке и внедрении методик функционального тестового диагностирования конвейеризованных ШБС процессоров, использующих архитектуру системы команд как исходные данные. Исследование развивает методики разработки тестов последовательных процессоров, основанные на- функциональных моделях и использующие особенности их архитектуры, применяя их для тестового диагностирования конвейеризованных Ш8С процессоров. Объект исследования диссертационной работы - универсальный процессор, принципы его разработки и методы его технической диагностики с использованием методов моделирования цифровых систем. Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка методики тестового диагностирования конвейеризованных универсальных Ш8С процессоров, основанной на функциональном подходе к разработке тестов. Требованиями к методике являются: возможность ее реализации как автоматизированного процесса разработки тестовых программ; использование архитектуры системы команд как основных исходных данных для разработки тестов. Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использованы методы теорий множеств, графов, булевых функций и конечных автоматов.