[发明专利]一种基于设备规约的虚拟原型错误检测方法

说明书

本发明公开了一种基于设备规约的虚拟原型错误检测方法，包括以下步骤：步骤1：使用SystemRDL语言描述硬件设备的规约；步骤2：将硬件设备规约转化为一个可执行的FDM模型；步骤3：通过运行硬件设备的虚拟原型来记录抓取到设备运行的trace序列；步骤4：将FDM模型和trace序列作为输入，利用符号执行引擎对虚拟原型进行错误检测。本发明基于硬件设备的SystemRDL规约，通过自动转换工具可以得到对应硬件设备的FDM模型并以此为参照来检测硬件设备虚拟原型中可能存在的错误，从而能够在早期系统设计的时候及时发现错误。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及硬件设备规约转换技术、虚拟原型状态抓取技术及符号执行技术，尤其涉及到了对硬件设备规约的建立，并将不可执行的设备规约转换为可执行的设备模型，并作为硬件设备的高阶参照标准，实现了以此为参照来检测设备虚拟原型中可能存在的错误。

背景技术

规约（Specification）是指针对设计或协议所应该遵循的一组约束。它是作为后期实施行为的参照标准。硬件设备规约定义了一个设备在设计之初给定的设备应该遵循的约束并以此为参照。目前工业界广泛采用SystemRDL语言来描述一个硬件设备的规约，并且它贯穿于该硬件设备的整个生命周期。它不仅可以作为硬件设备后期具体实现的参照标准，还可以用于在不同组织或不同硬件厂商之间共享该硬件设备IP（IntellectualProperty）。SystemRDL语言的发展增强了传统使用说明文档来描述设备规约的可读性和可操作性，近年来伴随着硬件工程师需求的提高，SystemRDL的表达能力也在不断地增强，预计近一两年内官方会发布SystemRDL v2.0版本，让工程师们可以更加高效地描述一个硬件设备的规约。

然而，现阶段的SystemRDL v1.0版本尚且存在一些表达能不足的问题，难以完成对设备寄存器的行为逻辑的描述。所以，增强其表达能力已经成为一个迫切需要解决的问题。同时，使用SystemRDL描述的设备规约是不能直接执行的，需要对其加以转换才能使之成为可执行的设备模型。

符号执行（Symbolic Execution）是计算机领域中一种非常重要的方法，在计算机软硬件及控制系统的测试和验证中得到了广泛的应用。对于可执行程序中的某些变量可以设置为符号化的变量，通过在符号执行引擎中使用相应的符号值代替真实值加以执行。同时在执行过程中如果遇到了分支，并且该分支的判断条件中存在符号变量，那么符号执行引擎将会对该分支创建所有可能的分支进程来分别执行不同的情况。在程序执行的最后，符号执行引擎会将执行过程中记录的各个符号变量的表达式以合取的方式传递给约束求解器并返回相应符号变量的具体值。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于设备规约的虚拟原型错误检测方法，该方法将使用SystemRDL语言来描述硬件设备规约转换成一种可执行的FDM模型，由于使用SystemRDL语言来描述硬件设备规约是一个硬件设备的参照标准，从而可以将可执行的FDM模型视作该硬件设备的可执行参照模型，并以此来检测该硬件设备的其他具体实现（如设备的虚拟原型）是否满足了设备的规约，是否在具体实现中存在可能的错误。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种基于设备规约的虚拟原型错误检测方法，包括以下步骤：

步骤1：使用SystemRDL语言描述硬件设备的规约；

步骤2：将硬件设备规约转化为一个可执行的FDM模型；

步骤3：通过运行硬件设备的虚拟原型来记录抓取到设备运行的trace序列；

步骤4：以前两个步骤为基础，将FDM模型和trace序列作为输入，利用符号执行引擎对虚拟原型进行错误检测。