基于聯(lián)合仿真的結構級故障行為研究.pdf

1、隨著計算機爆炸式的發(fā)展,計算機系統(tǒng)被廣泛地應用于航空、金融、交通、電信、醫(yī)療、教育等與人們生活息息相關的各行各業(yè)之中,已經(jīng)成為這些行業(yè)當中的信息維護和管理必不可少的基礎設備。這一特性使得容錯計算的發(fā)展和應用更加的廣泛和深入,因此,計算機可靠性研究也成為計算機的熱門研究領域。然而計算機遵循摩爾定律的快速發(fā)展,這就造成集成電路密度增加,從而導致溫度產(chǎn)生的熱效應、電流產(chǎn)生的功耗等引發(fā)故障的因素大大增加,使得電路觸發(fā)瞬時故障、間歇故障或者永久故

2、障的概率也大大增加。為此,開展對處理器硬件故障層次化軟件容錯技術的研究十分有必要。
　　本課題專注于處理器硬件結構級的故障行為特性的分析,工作核心是完成一個基于聯(lián)合仿真的異常事件捕獲系統(tǒng)。從剖析指令RAS(RieslingArchitectureSimulator)集模擬器和RTL仿真器入手。第一部分工作是分析了系統(tǒng)組成,模擬器流水線和內部功能單元等細節(jié)。再者,設計了模擬器與仿真器通訊接口,并定義了異常信號集,作為異常捕獲系統(tǒng)入口

3、的重要組成部分。
　　最重要的研究工作是異常捕獲系統(tǒng)的設計,其是圍繞三大異常捕獲模塊的詳細設計而展開的。TLB異常捕獲模塊主要工作是捕獲TLB相關的異常,并進行同步TLB相關操作;中斷異常捕獲模塊針對不同的中斷分支捕獲陷阱操作;Memory異常捕獲模塊對指令預取和讀寫操作設計相應的捕獲單元,并維持存儲同步。這樣異常捕獲系統(tǒng)在聯(lián)合仿真進行故障注入之際,能夠自動地收集系統(tǒng)交互信息,并捕獲與黃金參考模型不一致的異常癥狀。
　　最后