Язык описания шаблонов для генерации тестовых программ для микропроцессоров

Генерация тестовых программ на языке ассемблера и проверка корректности результатов их выполнения является наиболее широко применяемым подходом к функциональной верификации микропроцессоров. Данная задача решается при помощи специальных автоматизированных средств, называемых генераторами тестовых программ. Высокая сложность современных электронных устройств создает потребность в автоматизированных средствах, способных генерировать тестовые программы, покрывающие нетривиальные ситуации в их работе. Большинство таких средств используют в качестве входных данных шаблоны тестовых программ, которые позволяют описывать тестовые сценарии в абстрактном виде. Такой подход предоставляет инженерам-верификаторам возможность описывать широкий спектр задач генерации, затрачивая минимальные усилия. Шаблоны тестовых программ разрабатываются на специальных предметно-ориентированных языках. Такие языки должны удовлетворять следующим требованиям: (1) они должны быть достаточно простыми для использования инженерами-верификаторами, не обладающими серьезными навыками программирования; (2) они должны быть применимы для широкого спектра микропроцессорных архитектур и (3) они должны быть легко расширяемы для поддержки описания новых типов задач генерации. В данной работе рассматривается язык описания шаблонов тестовых программ, который был создан для расширяемой среды генерации тестовых программ MicroTESK, разрабатываемой в ИСП РАН. Это гибкий предметно-ориентированный язык, основанный на языке Ruby, который позволяет описывать широкий набор задач генерации в терминах абстракций цифровой аппаратуры. Среда генерации MicroTESK и язык описания тестовых шаблонов успешно применяются в промышленных проектах по верификации микропроцессоров на базе архитектур MIPS и ARM.

микропроцессоры, функциональная верификация, генерация тестовых программ, тестовые шаблоны, предметно-ориентированные языки

1. A. Adir, E. Almog, L. Fournier, E. Marcus, M. Rimon, M. Vinov, A. Ziv. Genesys-Pro: Innovations in Test Program Generation for Functional Processor Verification. Design & Test of Computers, 2004. pp. 84–93.

2. Y. Naveh, M. Rimon, I. Jaeger, Y. Katz, M. Vinov, E. Marcus and G. Shurek. Constraint-Based Random Stimuli Generation for Hardware Verification. AI Magazine, Volume 28, Number 3, 2007, pp. 13–30.

3. Инструмента MicroTESK. http://forge.ispras.ru/projects/microtesk

4. A. Kamkin, E. Kornykhin, D. Vorobyev. Reconfigurable Model-Based Test Program Generator for Microprocessors. International Conference on Software Testing, Verification and Validation Workshops, 2011. pp. 47–54.

5. Камкин А.С., Сергеева Т.И., Смолов С.А., Татарников А.Д., Чупилко М.М. Расширяемая среда генерации тестовых программ для микропроцессоров. Программирование, № 1, 2014, стр. 3-14.

6. Язык Ruby: http://www.ruby-lang.org.

7. E.A. Poe. Introduction to Random Test Generation for Processor Verification. Obsidian Software, 7 pp, 2002.

8. Инструмент RAVEN: http://www.slideshare.net/DVClub/introducing-obsidian-software-and-ravengcs-for-powerpc.

9. Seonghun Jeong, Youngchul Cho, Daeyong Shin, Changyeon Jo, Yenjo Han, Soojung Ryu, Jeongwook Kim, and Bernhard Egger. Random Test Program Generation for Reconfigurable Architectures. 13th International Workshop on Microprocessor Test and Verification (MTV), 2012, 6 p.

10. А.С. Камкин. Генерация тестовых программ для микропроцессоров. Труды ИСП РАН, 14(2), 2008. C. 23-63.

11. Интерпретатор JRuby: http://www.jruby.org.

12. Flanagan D., Matsumoto Y. The Ruby Programming Language. OReilly Media, Sebastopol, 2008.

13. MIPS64TM Architecture For Programmers. Volume II: The MIPS64TM Instruction Set, Document Number: MD00087, Revision 2.00, June 9, 2003.

14. ARM Architecture Reference Manual. ARM DDI 0487A.f, ARM Corporation, 2015. 5886 p.