伴随着日益扩大的集成电路规模和集成电路市场,其设计代码数量在显著上升,设计人员分工更加细化,功能模块的划分也更为精细,因此,其验证工作难度也随之提高,耗时也随之增长。作为芯片设计复杂度最高的微处理器,其对功能验证方式提出了更高的要求。传统的验证方式已不适应当前微处理器市场对开发成本、开发周期和安全的验证要求,迫切需要研究更加高效灵活的验证方法。在芯片研究中,RISC-V指令集凭借其灵活、开源、精简、可定制的特性成为了国内外微处理器发展的一个新方向。RISC-V指令集作为一款新的精简指令集,其处理器验证的SPIKE参考模型存在访存不够灵活,模型覆盖不够全面的问题。本课题针对RISC-V指令集的微处理器,研究其核心模块执行单元（Execute Unit,EXU）的安全可靠性。执行单元是处理器芯片中非常核心的组成部分,负责对指令的译码和执行等功能,验证空间之巨大,设计代码量之冗长,验证过程难以覆盖所有的功能点,所以带来验证耗时巨大,难以覆盖边界情况的问题。针对以上问题,本文从以下几个方面展开研究:（1）通过研究RISC-V指令集处理器执行单元,分析RISC-V指令集特点、功能特性文档和其他处理器验证经验,划分出待测功能点,构建了RISC-V处理器执行单元的可靠功能模型。（2）针对高效灵活验证方法的需求,引入UVM（Universal Verification Methodology）验证方法学,设计了一个具备可复用、可配置和随机产生激励的验证平台。在激励产生方面,利用UVM集成的phase、sequence和factory机制,搭建高效的约束随机指令生成器和随机异常、中断激励,可以在短时间内生成大量随机测试向量;在中断和异常验证设计中,设计断言插入点,实时监控处理器异常和中断机制响应状态的正确性,并快速定位错误,实现了可复用性、随机激励产生的高效验证环境。同时,通过增加可配置灵活组件,可以实现不同验证场景的应用。（3）针对RISC-V指令集的参考模型SPIKE库存在访存不灵活、受SPIKE库规定地址约束的问题,提出分级思想,根据指令对地址是否访问,分级设计了访存指令参考模型和非访存指令参考模型,成功提高访存指令的验证效率。同时,设计了自定义指令的参考模型,弥补了SPIKE库覆盖不够全面的问题。验证平台可以自动进行覆盖率的收集,同时具备自动打印错误信息功能,能快速定位错误位置,分析错误原因,减少验证时间,提高验证效率。仿真结果表明,该验证平台能有效地查出设计问题并快速定位,功能覆盖率约达100%,代码覆盖率约达98%以上,具备良好的高效灵活性。