Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Генератор тестовых программ для архитектуры ARMv8 на основе инструмента MicroTESK

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2016-28(6)-6

Полный текст:

Аннотация

ARM - это семейство микропроцессорных архитектур, разработанных в одноименной компании. Новейшая архитектура этого семейства, ARMv8, содержит большое число команд разных типов и отличается сложной организацией виртуальной памяти (включающей аппаратную поддержку многоуровневой трансляции адресов и виртуализации); все это делает функциональную верификацию микропроцессоров этой архитектуры крайне трудной технической задачей. Неотъемлемой частью верификации микропроцессора является генерация тестовых программ - программ на языке ассемблера, создающих разнообразные ситуации (исключения, блокировки конвейера, неверные предсказания переходов, вытеснения данных из кэш-памяти и т.п.). В статье описываются требования, предъявляемые к промышленным генераторам тестовых программ, и представляется генератор для микропроцессоров архитектуры ARMv8, разработанный с использованием инструмента MicroTESK (Microprocessor TEsting and Specification Kit). Генератор поддерживает подмножество команд, характерное для мобильных приложений (около 400 команд) и состоит из двух основных частей: (1) архитектурно независимого ядра и (2) формальной спецификации ARMv8 (точнее, модели, автоматически построенной по формальным спецификациям). При такой организации процесс разработки генератора тестовых программ состоит преимущественно в создании формальных спецификаций, что экономит усилия за счет повторного использования архитектурно независимых компонентов. Архитектура описывается на языках nML и mmuSL: первый язык позволяет описывать регистры микропроцессора, синтаксис и семантику команд; второй - устройство подсистемы памяти (адресные пространства, разного рода буферы и таблицы, алгоритмы трансляции адресов и т.п.). В статье приводятся характеристики разработанного генератора и делается сравнение с существующими аналогами.

Об авторах

А. С. Камкин
Институт системного программирования РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Московский физико-технический институт
Россия


А. М. Коцыняк
Институт системного программирования РАН
Россия


А. С. Проценко
Институт системного программирования РАН
Россия


А. Д. Татарников
Институт системного программирования РАН
Россия


М. М. Чупилко
Институт системного программирования РАН
Россия


Список литературы

1. Сайт компании ARM. http://www.arm.com.

2. Mallya H. The Backstory of How ARM Reached a Milestone of 86 Billion Chips in 25 Years. July 19, 2016 (https://yourstory.com/2016/07/arm-holdings-story/).

3. Morgan T.P. ARM Holdings Eager for PC and Server Expansion. Record 2010, Looking for Intel Killer 2020. February 1, 2011 (http://www.theregister.co.uk/2011/02/01/arm_holdings_q4_2010_numbers/).

4. Sims G. Custom Cores versus ARM Cores, What Is It All About? January 7, 2016 (http://www.androidauthority.com/arm-cortex-core-custom-core-kryo-explained-664777/).

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

6. Камкин А.С. Генерация тестовых программ для микропроцессоров. Труды ИСП РАН, том 14, часть 2, 2008. с. 23-64.

7. Adir A., Almog E., Fournier L., Marcus E., Rimon M., Vinov M., Ziv A. Genesys-Pro: Innovations in Test Program Generation for Functional Processor Verification. Design & Test of Computers, 21(2), 2004. pp. 84-93. DOI: 10.1109/MDT.2004.1277900.

8. Kamkin A., Tatarnikov A. MicroTESK: An ADL-Based Reconfigurable Test Program Generator for Microprocessors. Spring/Summer Young Researchers' Colloquium on Software Engineering, 2012. pp. 64-69. DOI: 10.15514/SYRCOSE-2012-6-8.

9. Freericks M. The nML Machine Description Formalism. Technical Report TR SM-IMP/DIST/08, TU Berlin CS Department, 1993.

10. Chupilko M., Kamkin A., Kotsynyak A., Protsenko A., Smolov S., Tatarnikov A. Specification-Based Test Program Generation for ARM VMSAv8-64 Memory Management Units. Workshop on Microprocessor Test and Verification, 2015. pp. 1-6. DOI: 10.1109/MTV.2015.13.

11. Hrishikesh M.S., Rajagopalan M., Sriram S., Mantri R. System Validation at ARM - Enabling our Partners to Build Better Systems. White Paper. April 2016 (http://www.arm.com/files/pdf/System_Validation_at_ARM_Enabling_our_partners_to_build_better_systems.pdf).

12. Venkatesan D., Nagarajan P. A Case Study of Multiprocessor Bugs Found Using RIS Generators and Memory Usage Techniques. Workshop on Microprocessor Test and Verification, 2014. pp. 4-9. DOI: 10.1109/MTV.2014.28.

13. Hudson J., Kurucheti G. A Configurable Random Instruction Sequence (RIS) Tool for Memory Coherence in Multi-processor Systems. Workshop on Microprocessor Test and Verification, 2014. pp. 98-101. DOI: 10.1109/MTV.2014.26.

14. RAVEN test program generator (http://www.slideshare.net/DVClub/introducing-obsidian-software-andravengcs-for-powerpc).

15. Adir A., Fournier L., Katz Y., Koyfman A. DeepTrans - Extending the Model-based Approach to Functional Verification of Address Translation Mechanisms. High-Level Design Validation and Test Workshop, 2006. pp. 102-110.

16. Tatarnikov A.D. Language for Describing Templates for Test Program Generation for Microprocessors. Труды ИСП РАН, vol. 28, issue 4, 2016. pp. 81-102. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(4)-5


Для цитирования:


Камкин А.С., Коцыняк А.М., Проценко А.С., Татарников А.Д., Чупилко М.М. Генератор тестовых программ для архитектуры ARMv8 на основе инструмента MicroTESK. Труды Института системного программирования РАН. 2016;28(6):87-102. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2016-28(6)-6

For citation:


Kamkin A.S., Kotsynyak A.M., Protsenko A.S., Tatarnikov A.D., Chupilko M.M. MicroTESK-Based Test Program Generator for the ARMv8 Architecture. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2016;28(6):87-102. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2016-28(6)-6

Просмотров: 129


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)