[发明专利]基于模拟器的中央处理器指令集的功能测试自动实施方法

说明书

技术领域

本发明属于处理器技术领域，具体涉及一种基于硬件模拟器平台用于中央处理器功能测试的自动测试方法，特别是一种用于中央处理器所支持的指令集功能的自动测试方法。

背景技术

在处理器的开发过程中，对其功能进行准确而严密的测试是十分关键的。QEMU开源社区中的Laurent Vivier提供了一套针对特定型号CPU(摩托罗拉68020)的自动测试工具。该套自动测试工具包含以下内容：

1)tester-gen软件，利用实际的CPU运行测试用例集，用于得到测试用例集的实机运行结果；

2)m68k-tester软件，利用已经模拟实现的CPU的QEMU模拟器运行测试用例集，得到模拟结果；

3)摩托罗拉68020的测试用例集；

4)运行测试用例集的测试脚本。

该套自动测试工具的测试流程参看图1，其具体的运行方式如下：

1)利用tester-gen软件在实际安装了摩托罗拉68020的CPU的机器上运行测试用例集，得到实机运行结果(之后简称实际结果)；

2)利用m68k-tester软件和已经模拟实现的CPU的QEMU模拟器一起编译，得到m68k-tester可执行文件，运行测试用例集，得到模拟结果(之后简称模拟结果)；

3)比较实际结果和模拟结果，得到模拟CPU功能测试的检证结果。

该套自动测试工具有以下不足，

1、测试用例集应用范围狭隘，原因在于：

1)工具自带的测试用例集只支持摩托罗拉68020的CPU指令集；

2)测试用例集中每一个测试用例的格式是特殊格式，测试用例集的创建方法没有公开，除作者外没有人可以追加、修改测试用例集；

3)工具自带的测试用例集只支持对摩托罗拉68020的数据寄存器和地址寄存器进行检证，不支持地址寄存器寻址和其他状态寄存器的检证；

4)根据实际运行结果，发现工具自带的测试用例集中存在错误，导致得到的模拟结果不正确。

2、检证手段单一，原因在于：

1)必须有待模拟硬件产品的实机才能取得对比数据；

2)必须配套QEMU模拟器进行测试。

经检索，中国专利申请号201110439714.9，申请日为2011年12月23日，发明创造名称为：用于处理器的指令集批量测试装置与方法，该申请案公开了一种用于处理器的指令集批量测试装置(装置构成参看图2)，包括测试用例批量管理装置、源文件编译装置、配置文件解析装置和调试装置，测试用例批量管理装置用于对测试用例进行管理，生成测试用例集，建立测试配置文件，并将测试用例或测试用例集输出到源文件编译装置，将测试配置文件输出到配置文件解析装置；该申请案利用配置文件解析装置生成自动测试脚本，自动执行大量的测试工作并给出测试结果，使用户免于编写测试脚本；通过构建测试用例批量管理装置对测试用例库进行有效的组织、管理和维护。但该申请案存在以下不足：

1)只能针对实际存在的处理器进行测试，应用范围窄；

2)测试用例使用XML，HTML，XHTML等语言撰写，需要测试用例的设计者掌握应用上述编程语言的能力，对于测试用例设计者的要求较高；

3)对于处理器中种类繁多的寄存器和各种类型的地址寻址方式，不能很好地进行测试；

4)不能简单改造达到针对模拟器的中央处理器的测试，原因在于，其一通过模拟器实现的中央处理器的接口和物理实际存在的中央处理器接口不一致，物理实际存在的中央处理器接口可以直接运行可执行程序，而基于模拟器的中央处理器是运行于一个操作系统，通过指定的命令和数据格式运行可执行程序；换句话说，对物理实际存在的中央处理器是程序与cpu之间的通讯；而对基于模拟器的中央处理器在程序与CPU之间还存在一个操作系统，需要额外的增加接口才能实现程序与基于模拟器的中央处理器的通讯。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有技术对中央处理器进行功能自动测试时存在的：1)测试用例集应用范围窄；2)检证手段单一的问题，提供了一种基于模拟器的中央处理器指令集的功能测试自动实施方法，本发明提供的技术方案理论上可以支持对任意型号的CPU进行检证，且无需通过待模拟硬件产品的实机得到实际结果就能对模拟结果进行检证，可以和任意模拟器配合进行测试，检证手段丰富。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的基于模拟器的中央处理器指令集的功能测试自动实施方法，其步骤为：