【文章內(nèi)容簡介】 如果兩個值同樣接近原值，那么根據(jù) IEEE754 標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)應(yīng)該選擇最后一個有效數(shù)字為“ 0”的那個值作為舍入結(jié)果。 (round toward +∞ )：結(jié)果被舍入成最接近原值而又大于或等于原值的可表示數(shù)。 (round toward ∞ )：結(jié)果被舍入成最接近原值而又小于或等于原值的可表示數(shù)。 (round toward 0)：結(jié)果被舍入成最接近原值 而又絕對值又小于或等于原值的可表示數(shù)。 在各種浮點數(shù)運算、操作過程中，當(dāng)出現(xiàn)某些情況時，系統(tǒng)必須通過特定的方式通知用戶， IEEE754 用“異常（ exception）”來表示這些情況。 IEEE754定義了五中異常： 上溢 (Overflow) 下溢 (Underflow) 由運算的結(jié)果所導(dǎo)致 不精確 (Inexact) 無效運算 (Invalid operation) 由參與運算 的操作數(shù)所導(dǎo)致 除以零 (Division by zero) 微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 10 (1) 非法操作例外 V 當(dāng)存在非法情況的兩個操作數(shù)存在于一個可執(zhí)行的操作中時，則發(fā)出 V例外。在浮點除法部件中具體包括： 兩個零相除： (+0)/(0)、 (+0)/(+0)、 (0)/(+0) 、 (0)/(0) 兩個無窮數(shù)相除： (+∞ )/(∞ )、 (+∞ )/(+∞ )、 (∞ )/(+∞ )、 (∞ )/(∞ ) 對 SNAN 的所有操作 (2)不精確例外 以下任一種情況發(fā)生時產(chǎn)生不精確例外： 舍入后結(jié)果上溢； 舍入后結(jié)果非精確； 舍入后結(jié)果 下溢，而且下溢例外和非精確例外的 enable 位都不被設(shè)置，而 FS比特被設(shè)置。 (3)浮點上溢、下溢例外 在舍入的幅度超過了目標(biāo)格式的最大有限值時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生上溢異常，此時該輸出結(jié)果由舍入方式?jīng)Q定。最近偶舍入上溢的結(jié)果設(shè)置為∞；目標(biāo)格式的幅度最大有限值被設(shè)置為零舍入上溢的結(jié)果；負(fù)無窮舍入正上溢則設(shè)置為目標(biāo)格式的最大有限值，負(fù)上溢設(shè)置為負(fù)無窮；正無窮舍入設(shè)置負(fù)上溢為目標(biāo)格式的最大有限值，設(shè)置正上溢為正無窮。 (4)除以零例外 當(dāng)除數(shù)為零（包括“ +0”和“ 0”）而被除數(shù)是有限值時，發(fā)生該例外。在浮點除法部 件中具體如： +=+∞ ∞ +∞ 微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 11 基于功能覆蓋率測試方法學(xué)的簡單介紹 功能覆蓋率簡單地說是一個比例數(shù)據(jù)，指芯片中已驗證過的功能占該芯片全部功能的百分比 【 8】 。只有當(dāng)芯片中所有的功能都被驗證為正確時才能保證流片的成功，驗證工作的目標(biāo)就是盡量使功能覆蓋率達(dá)到100%。想要提高驗證工作的效率，就必須在盡可能短的時間內(nèi)，盡可能多地提高功能覆蓋率。 功能覆蓋率似乎是一個較新的概念，但事實上，傳統(tǒng)的驗證過程也使用了功能覆蓋率的概 念。為了驗證一個設(shè)計，項目組長必須編寫驗證需求文檔（或類似的文檔），以確定需要驗證的測試案例。這份文檔最后被歸納為一張表格，表格中的一欄填寫的是所有測試案例的名稱，另一欄是這些測試案例的完成情況。驗證工程師的任務(wù)就是要在投片（ tapeout）之前把這些的測試案例一個個地完成。實際上，這樣一張表格就是一個功能覆蓋率模型。 傳統(tǒng)的驗證過程由于缺少自動地統(tǒng)計當(dāng)前功能覆蓋率的機(jī)制，大大地限制了它的能力，只能說它使用了初級的功能覆蓋率模型。為了適應(yīng)當(dāng)前的芯片的規(guī)模和復(fù)雜度，我們需要一種新的針對功能覆蓋率的驗證過程， 在這個新的驗證過程中，對當(dāng)前功能覆蓋率進(jìn)行自動統(tǒng)計的機(jī)制是必不可少的。 微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 12 圖 231 針對功能覆蓋率的驗證過程 在 如圖 231 這個新的驗證過程中，與傳統(tǒng)的驗證過程不同的地方在于：它實現(xiàn)了一個能夠自動統(tǒng)計功能覆蓋率的模型。通過該模型，可以方便地得到當(dāng)前的功能覆蓋率，并根據(jù)它調(diào)整驗證策略，以盡快地達(dá)到 100%功能覆蓋率 【 9】 。 功能覆蓋中最常見的是需求覆蓋，其含義是通過設(shè)計一定的測試用例，要求每個需求點都被測試到。其公式是需求覆蓋 ＝ （被驗證到的需求數(shù)量） /（總的需求數(shù)量） 功能覆蓋率是通過仿真器統(tǒng)計 功能覆蓋點的覆蓋情況得到的。它要求驗證工程師首先根據(jù) spec 定義功能覆蓋點，覆蓋點的定義這里不在細(xì)說。 功能覆蓋率驗證過程。首先說一下功能點。從系統(tǒng)設(shè)計的角度來看，功能點就是設(shè)計的某一個具體功能。在不同的抽象層次上，功能點的含義有較大的區(qū)別。在較高的抽象層次上，功能點可以是系統(tǒng)的某一項功微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 13 能；而在較低的抽象層次上，功能點可以僅僅是設(shè)計中的某個信號的改變 (例如：微處理器內(nèi)部某個通用寄存器值的改變 )。從設(shè)計驗證的角度來看，功能點就是我們?yōu)榱俗C明設(shè)計的正確性，而構(gòu)造的一個個能正確執(zhí)行的測試用例。因而功能點的含義包含 兩個方面：一是測試用例，二是正確性。 圖 232 功能 點的含義 圖 232說明了功能點的含義。我們把不同的測試用例定義為縱向功能線，正確性檢查的條件定義為橫向功能線。功能點就是縱向功能線和橫向功能線的交點。 如 果我們能找到完備的測試用例，并且能證明設(shè)計執(zhí)行每個測試用例都是正確的，我們就可以確認(rèn)我們的設(shè)計是正確的。當(dāng)然這是功能驗證的理想情況，設(shè)計驗證要做的就是如何找出完備的測試用例和如何定義充要的正確性條件。 根據(jù)前面對功能點的說明，驗證的過程可以分為兩步：一是構(gòu)造能夠體現(xiàn)設(shè)計功能的測試用例；二是定義 設(shè)計的正確性條件。定義好測試用例和正確性條件以后，我們就可以搭建驗證平臺 (Testbench)，對設(shè)計進(jìn)行仿真了。仿真的結(jié)果是不是達(dá)到了我們預(yù)期的目標(biāo)了呢 ?這就需要通微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 14 過某種手段來分析。功能覆蓋率就是用來分析仿真結(jié)果的一種手段。功能覆蓋率包含兩方面的內(nèi)容：一是測試用例的覆蓋率，二是正確性條件的覆蓋率。在仿真完成后，感興趣的測試條件是不是都被構(gòu)造出來了 ?定義的正確性條件是不是都得到滿足 ?這些都可以通過功能覆蓋率體現(xiàn)出來。 功能覆蓋率在這種策略中的作用就是指出哪些功能點已經(jīng)覆蓋到，哪些還沒有覆蓋到，從而對構(gòu)造新的 測試用例作出指導(dǎo)。從分析覆蓋率到生成新的測試用例，這個過程可以由人手工完成，也可以由驗證環(huán)境自動完成：前者節(jié)省機(jī)器的仿真時間，后者節(jié)省人的編碼的時間。 微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 15 第 3 章 微處理器功能部件參考模型（ Cmodle）的測試 微處理器 refercence modleCmodle的簡單介紹 Cmodle 是個 reference modle,即參照模型。即用 C 語言（高級語言）寫的一個微處理器的模型 【 10】 ，由于 C 語言是高級語言，具有以下特點： 1. 簡潔緊湊、靈活方便 2. 運算 符豐富 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富 4. C 是結(jié)構(gòu)式語言 5. C 語法限制不太嚴(yán)格、程序設(shè)計自由度大 6. C 語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進(jìn)行操作 7. C 語言程序生成代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高 8. C 語言適用范圍大，可移植性好 調(diào)試 Cmodle 的目的就是保證其正確性，由于 Cmodle 的正確性和可信度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 RTL 代碼。因此，用這個模型做 RTL 的比對模型，會減少 RTL 調(diào)試時的困難。 Cmodle 功能部件的基本功能測試 Cmodle功能部件的基本功能測試對象為 MIPS指令 集中的每條指令在 Cmodle 中都是單獨用一個函數(shù)實現(xiàn)的，然后將這些指令打包成一些有特定功能的模塊，這些不同功能的模塊就組合成了整個 ALU 部件，Cmodle 功能部件的基本功能測試的測試對象就是針對每條指令的這個微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 16 函數(shù)來測試的。 Cmodle 功能部件的基本功能測試過程先從 *.c 文件中取出要測試指令模塊，根據(jù)指令需求寫 C語言測試激勵和輸出語句。然后用 gcc 編譯工具在測試平臺上采用相關(guān)命令將測試激勵編譯生成 *.txt 的可執(zhí)行文件，輸入測試激勵，再運行此文件，進(jìn)行相關(guān)測試。最后，將得到測試指令模塊的測試結(jié)果與預(yù) 期的結(jié)果進(jìn)行對比，來驗證模塊功能的完備性 【 11】 。 Cmodle 功能部件的基本功能測試結(jié)果用位運算模塊 NOR 指令為例具體分析。 圖 321 提取測試指令模塊 圖 322 修改代碼 圖 323 測試結(jié)果 該測試過程可分為六步： 第一步，如圖 321 所示，從 *.c 文件中取出要測試指令模塊。 微電子學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 17 第二步，如圖 322 所示，根據(jù)指令需求修改 C語言代碼，編寫測試激勵和輸出語句。 第三步，用 gcc 編譯工具在測試平臺上采用相關(guān)命令將測試激勵編譯生成 *.txt 的可執(zhí)行文件，輸入測試激勵，再運行此文件。 第四步，如圖 323 所示，賦值分別為 212990 和 2109128。 測